TWI746247B - 空白光罩用薄膜形成裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之解決手段係一種半色調相位移空白光罩之製造方法，其使用含有稀有氣體及含氮氣體之濺鍍氣體與含有2個以上之矽靶材之複數靶材，以相互不同之2種以上之電力值對2個以上之矽靶材施加電力，藉由反應性濺鍍，邊使透明基板之被濺鍍面沿水平方向自轉邊成膜半色調相位移膜。 本發明之效果係可形成半色調相位移膜，其係耐藥品性優異之含有矽及氮之半色調相位移膜，膜面內之光學特性均一性良好，且自半色調相位移膜形成半色調相位移膜圖型時所得之半色調相位移膜圖型的剖面形狀垂直性良好。

Description

空白光罩用薄膜形成裝置
本發明係有關半導體積體電路等之製造等所使用之半色調相位移光罩之材料的半色調相位移空白光罩之製造方法、半色調相位移空白光罩、半色調相位移空白光罩及空白光罩用薄膜形成裝置。
半導體技術領域中，已進展為了使圖型更微細化之研究開發。尤其，近幾年來，隨著大規模積體電路之高積體化，而進行電路圖型之微細化或配線圖型之微細化、用以使構成單元(cell)之層間配線之接觸孔圖型之微細化等，對於微細加工技術之要求愈發提高。伴隨此，於微細加工時之光微影步驟中所用之光罩之製造技術領域中，亦要求開發形成更微細且更正確電路圖型(光罩圖型)之技術。
一般，藉由光微影技術於半導體基板上形成圖型時，係進行縮小投影。因此，形成於光罩上之圖型尺寸通常為形成於半導體基板上之圖型尺寸之4倍左右。於目前之光微影技術領域中，所描繪之電路圖型之尺寸設為低於相當於曝光所使用之光波長。因此，於單純將電路圖型之尺寸設為4倍形成光罩圖型時，因曝光時產生之光的干涉等之影響，對半導體基板上之光阻膜會成為未轉印本來形狀之結果。
因此，藉由將光罩上形成之圖型設為比實際電路圖型更複雜形狀，而減輕上述光之干涉等之影響。作為此等圖型形狀，有例如對實際電路圖型實施光學接近效應修正(OPC：Optical Proximity Correction)之形狀。且，為了對應於圖型之微細化與高精度化，亦應用變形照明、液浸技術、雙重曝光(double patterning lithography)等之技術。
作為解像度提高技術(RET：Resolution Enhancement Technology)之一種，係使用相位移法。相位移法係於光罩上形成相位大致反轉180°之膜的圖型，利用光之干涉提高對比度之方法。應用此方法之光罩之一，有半色調相位移光罩。半色調相位移光罩係於石英等之對於曝光光為透明之基板上，形成相位反轉約180°且具有無助於圖型形成之程度的透光率之半色調相位移膜之光罩圖型者。作為半色調相位移光罩經提案有由鉬矽氧化物(MoSiO)、鉬矽氧化氮化物(MoSiON)所成之半色調相位移膜者等(日本特開平7-140635號公報(專利文獻1))。
又，藉由光微影技術，為了獲得更微細像，而對於曝光光源使用更短波長者，目前最尖端之實用加工步驟中，曝光光源係自KrF準分子雷射光(248nm)轉移至ArF準分子雷射光(193nm)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平7-140635號公報 [專利文獻2] 日本特開2015-111246號公報 [專利文獻3] 日本特開2007-33469號公報 [專利文獻4] 日本特開2007-233179號公報 [專利文獻5] 日本特開2007-241065號公報
[發明欲解決之課題]
藉由將半色調相位移膜設為含有矽與氮及/或氧之膜，例如不含有過渡金屬之由矽與氮所成之膜、或不含有過渡金屬而由矽與氮與氧所成之膜，已知可提高化學耐性(日本特開2015-111246號公報(專利文獻2))。
一般，空白光罩之半色調相位移膜等之圖型形成用之薄膜係使用濺鍍法形成。例如經過下述過程而成膜：於透明基板上，形成由矽與氮所成之膜時，通常於腔室內配置一個矽靶材，藉由供給氬氣等之稀有氣體與氮氣之混合氣體，使經電漿化之稀有氣體衝撞至矽靶材而飛出之矽粒子於直至到達透明基板之間納入氮氣並堆積於透明基板上，並於靶材表面與氮氣反應後，藉由經電漿化之稀有氣體衝撞至矽靶材而飛出之氮化矽粒子堆積於透明基板上，藉由經電漿化之稀有氣體衝撞至矽靶材而飛出之矽粒子到達透明基板後，於透明基板上與氮氣反應等。氮化矽膜之氮含有率主要藉由增減混合氣體中之氮氣之混合比率而調整，藉此，可於透明基板上成膜各種氮含有率之氮化矽膜。
然而，由氮化矽所成之半色調相位移膜僅使用一個矽靶材藉由濺鍍而成膜時，雖設定使相位差與透過率成為特定值(例如相位差之中央值為180±30°，透過率為3~7%)之氮氣流量進行成膜，但因所設定之氮氣流量，有就反應性濺鍍特性而言，難以穩定成膜之流量範圍。尤其，於氮氣流量自少量到中量程度之區域(過渡模式之成膜條件)中，難以穩定成膜，但在此等流量範圍，因氮量之稍微變動，成膜狀態即會大幅變動，其結果半色調相位移膜之光學特性變動變激烈，尤其於半色調相位移膜中，關於其必需的光學特性之相位差或透過率，有難以獲得面內均一之膜的問題。
另一方面，即使導入氮氣於靶材表面亦無法氮化而成膜氮含有率低之膜之區域(金屬模式之成膜條件)及氮氣流量為多量而使靶材表面氮化，成膜氮含有率高的膜之區域(反應模式之成膜條件)，由於不易引起該等問題，故為了避免該問題，亦考慮例如組成該等區域之濺鍍，成為組合氮含有率低的層與氮含有率高的層而成之多層構成之半色調相位移膜，但此等多層構成之半色調相位移膜，雖光學特性之面內均一性高，但成為於厚度方向的組成階段性變化之膜，故成為自半色調相位移膜形成半色調相位移膜圖型時所得之半色調相位移膜圖型之剖面形狀之垂直性差者。
本發明係為解決上述課題而完成者，其目的在於提供一種具備於含有矽與氮之半色調相位移膜中，面內之光學特性均一性良好，且自半色調相位移膜形成半色調相位移膜圖型時所得之半色調相位移膜圖型之剖面形狀之垂直性良好之半色調相位移膜的半色調相位移空白光罩之製造方法、具備此等半色調相位移膜之半色調相位移空白光罩及具備此等半色調相位移膜之光罩圖型之半色調相位移光罩及空白光罩用薄膜形成裝置。 [用以解決課題之手段]
本發明人等為解決上述課題而重複積極檢討之結果，發現於透明基板上形成含有矽及氮作為主成分，且僅為1層組成於膜厚方向一定或連續變化之單層膜，或由該等單層膜與位於該單層膜之距離透明基板最遠側之表面氧化膜之2層所構成之膜作為半色調相位移膜時，將半色調相位移膜以使用含有稀有氣體及含氮氣體之濺鍍氣體與複數靶材，以相互不同之2種以上之電力值對複數之靶材施加電力，藉由反應性濺鍍，邊使透明基板之被濺鍍面沿水平方向自轉邊成膜上述半色調相位移膜時為有效，且自半色調相位移膜形成半色調相位移膜圖型時所得之半色調相位移膜圖型之剖面形狀之垂直性良好，就設為僅由1層單層膜構成之膜或由單層膜與上述表面氧化膜之2層所成之膜而言，對於ArF準分子雷射之波長，膜面內之相位差之中央值為180±30°，且膜面內之透過率之中央值為3~17%，即使於通常之反應性氣體流量自少量至中量程度之流量之區域成膜之過渡模式之成膜條件下進行反應性濺鍍之情形，亦可獲得相位差及透過率之膜面內之光學特性之均一性高的半色調相位移膜，因而完成本發明。
因此，本發明提供下述之半色調相位移空白光罩之製造方法、半色調相位移空白光罩、半色調相位移光罩及空白光罩用薄膜形成裝置。 請求項1： 一種半色調相位移空白光罩之製造方法，其特徵為該半色調相位移空白光罩具備透明基板與半色調相位移膜，該半色調相位移膜含有矽及氮作為主成分，且僅為1層組成於膜厚方向一定或連續變化之單層膜，或由上述單層膜與位於該膜之距離上述透明基板最遠側之表面氧化膜之2層所構成，對於ArF準分子雷射之波長，相位差於膜面內之中央值為180±30°，且膜面內之最大值與最小值之差為2°以下，對於ArF準分子雷射之波長，透過率於膜面內之中央值為3~17%，且膜面內之最大值與最小值之差為0.2%以下，該製造方法包含下述步驟： 使用含有稀有氣體及含氮氣體之濺鍍氣體與含有2個以上之矽靶材之複數靶材，以相互不同之2種以上之電力值對2個以上之矽靶材施加電力，藉由反應性濺鍍，邊使上述透明基板之被濺鍍面沿水平方向自轉邊成膜上述半色調相位移膜。 請求項2： 如請求項1之製造方法，其中上述成膜步驟包含過渡模式之反應性濺鍍，以使半色調相位移膜由不飽和矽化合物形成。 請求項3： 如請求項1或2之製造方法，其中假想上述透明基板之自轉軸與通過上述複數靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時， 上述複數靶材中，相對於上述垂直線與上述自轉軸最近的靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離，其他靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離為1~3倍， 以使自上述自轉軸，朝向各個上述垂直線之法線彼此所成之角度之最大值為70°以上180°以下之方式配置靶材進行濺鍍。 請求項4： 如請求項3之製造方法，其中對自上述自轉軸，朝向各個上述垂直線之法線的方向存在複數個，以使鄰接之法線方向所成之角度均為70°以上180°以下之方式配置靶材進行濺鍍。 請求項5： 如請求項1至4中任一項之製造方法，其中上述複數靶材僅由矽靶材所構成。 請求項6： 如請求項1至5中任一項之製造方法，其中上述單層膜之矽及氮之合計含有率為98原子%以上，上述表面氧化膜含有矽、氮及氧。 請求項7： 一種半色調相位移空白光罩，其特徵為具備透明基板與半色調相位移膜，該半色調相位移膜含有矽及氮作為主成分，且僅為1層組成於膜厚方向一定或連續變化之單層膜，或由上述單層膜與位於該膜之距離上述透明基板最遠側之表面氧化膜之2層所構成，對於ArF準分子雷射之波長，相位差於膜面內之中央值為180±30°，且膜面內之最大值與最小值之差為2°以下，對於ArF準分子雷射之波長，透過率於膜面內之中央值為3~17%，且膜面內之最大值與最小值之差為0.2%以下。 請求項8： 如請求項7之半色調相位移空白光罩，其中上述單層膜之矽及氮之合計含有率為98原子%以上，上述表面氧化膜含有矽、氮及氧。 請求項9： 一種半色調相位移光罩，其特徵為具備透明基板與如請求項7或8之半色調相位移空白光罩之半色調相位移膜的光罩圖型。 請求項10： 一種空白光罩用薄膜形成裝置，其特徵為其係藉由使空白光罩用基板自轉，使用複數靶材進行濺鍍，而於上述空白光罩用基板上成膜薄膜者，其具備 供給含有稀有氣體及含氮氣體之濺鍍氣體的氣體供給部， 上述複數靶材可同時放電，且 假想上述空白光罩用基板之自轉軸與通過上述複數靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時，上述複數靶材中，相對於上述垂直線與上述自轉軸最近的靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離，其他靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離為1~3倍，且以使自上述自轉軸，朝向各個上述垂直線之法線彼此所成之角度之最大值為70°以上180°以下之方式配置靶材。 請求項11： 如請求項10之空白光罩用薄膜形成裝置，其中自上述自轉軸，朝向各個上述垂直線之法線的方向存在複數個，以使鄰接之法線方向所成之角度均為70°以上180°以下之方式配置靶材。 請求項12： 如請求項10或11之空白光罩用薄膜形成裝置，其中上述複數靶材僅由矽靶材所構成。 請求項13： 如請求項10至12中任一項之空白光罩用薄膜形成裝置，其係藉由過渡模式之反應性濺鍍，於透明基板上成膜以不飽和矽化合物形成之半色調相位移膜之裝置。 [發明效果]
依據本發明，可提供具備耐藥品性優異之含有矽及氮之半色調相位移膜，膜面內之光學特性均一性良好，且自半色調相位移膜形成半色調相位移膜圖型時所得之半色調相位移膜圖型的剖面形狀垂直性良好之半色調相位移膜的半色調相位移空白光罩、及具備此等半色調相位移膜之光罩圖型之半色調相位移光罩。
以下，針對本發明更詳細說明。 本發明中，具備透明基板與半色調相位移膜之半色調相位移空白光罩之半色調相位移膜係藉由反應性濺鍍而成膜。濺鍍氣體使用稀有氣體與反應性氣體。本發明中，半色調相位移膜之成膜中，作為與靶材之材料反應，成為膜之一部分的反應性氣體必須為含有氮之氣體。具體而言，可根據半色調相位移膜之構成元素，自氮氣(N2 氣體)、氮氧化物氣體(N2 O氣體、NO氣體、NO2 氣體)等選擇使用，於成膜不含氧之膜時，使用氮氣(N2 氣體)。又，濺鍍氣體中作為稀有氣體係使用氦氣、氖氣、氬氣等。進而，亦可根據半色調相位移膜之構成元素，使用氧氣(O2 氣體)、氧化碳氣體(CO氣體、CO2 氣體)等。半色調相位移膜中之氮含有率及氧、碳等之其他輕元素含有率，可藉由適當調整濺鍍氣體，尤其是反應性氣體之導入量(流量)與後述之對靶材之施加電力而調整，濺鍍條件係調整為成膜速度適當之範圍。
靶材係使用複數靶材。靶材數可為2個亦可為3個，但成膜腔室內之構成變複雜時易成為顆粒發生源，且考慮靶材更換時之作業性，數量較少較好，通常為5個以下。對複數靶材，可對各個靶材全部以相同電力值施加電力，但較好對一部分或全部以相互不同之電力值施加電力。電力雖隨靶材之面積或電源構成、靶材冷卻構成等而異，但通常以100~5,000W之範圍內施加。藉由使用複數靶材，對該等同實施加電力，較好對一部分或全部以相互不同之電力值施加電力，進行濺鍍放電，與僅使用1個靶材之情況相比，可改善半色調相位移膜之光學特性之面內分佈。
本發明中，該複數靶材中，含有2個以上之矽靶材(Si靶材，亦即僅由Si構成之靶材)，但較好複數靶材僅由矽靶材所成。對矽靶材以相互不同之2種以上電力值施加電力。具體而言，使用2個矽靶材時，以各不同之電力值施加。另一方面，使用3個以上矽靶材時，可將一部分靶材之電力值設為相同，其餘部分設為不同電力值，亦可設為各為不同之電力值。
使用矽靶材以外之靶材時，靶材設為3個以上，但矽靶材以外之靶材可根據半色調相位移膜之構成元素，使用氮化矽靶材、含矽與氮化矽兩者之靶材等之含有矽之靶材。該情況下，作為半色調相位移膜，可形成不含過渡金屬者，例如形成SiN、SiNO、SiNOC、SiNC等之矽系材料之半色調相位移膜。
又，亦可根據半色調相位移膜之構成元素，使用含有矽之靶材與含有鉬、鎢、鉭、鋯等之過渡金屬(Me)之靶材。作為含有過渡金屬之靶材，舉例為過渡金屬靶材、過渡金屬矽靶材等。該情況，作為半色調相位移膜，可形成含過渡金屬者，例如可形成MeSiN、MeSiNO、MeSiNOC、MeSiNC等之過渡金屬矽系材料之半色調相位移膜。
靶材尺寸通常於對靶材之濺鍍面(亦即，施加電力時，為主要放出濺鍍粒子之面，通常為對向於被濺鍍物(透明基板等之空白光罩用基板)之被濺鍍面)之尺寸係由例如SEMI規格中規定之6吋見方、厚25毫吋之稱為6025基板之透明基板濺鍍時，通常為100~300mmφ，但於複數靶材中，尺寸可全部相同，亦可一部分或全部相互不同。
本發明中，為了對矽靶材以相互不同之2種以上之電力值施加電力，且為了確保對於透明基板之各部分之濺鍍均一性，必須使透明基板之被濺鍍面邊沿著水平方向自轉邊成膜。該自轉軸設定為通過透明基板之中心時，可使濺鍍區域最小化且可更提高濺鍍均一性故而較佳。又，濺鍍中，亦可使基板進而於水平方向公轉，且亦可於水平方向搖動，亦可於垂直方向上下移動。濺鍍方式可使用DC濺鍍、RF濺鍍之任一種方法。且，濺鍍壓力通常為0.01~1Pa，較好為0.03~0.2 Pa。
本發明之半色調相位移膜之成膜中，較好包含以半色調相位移膜係以後述之不飽和矽化合物形成之方式，以過渡模式之反應性濺鍍。所謂過渡模式係自靶材釋出之濺鍍粒子成為滿足後述不飽和組成(即A值或B值超過1)之矽化合物，且於透明基板上形成膜之成膜狀態，一般可以反應氣體流量自少量至中量程度之區域獲得。該過渡模式之成膜狀態有必要根據靶材種類及濺鍍氣體尤其是反應性氣體種類而設定不同條件，但通常可藉由將對靶材之施加電力及濺鍍氣體尤其是反應性氣體之流量調整至自少量至中量左右而達成。
另一方面，自靶材釋出之濺鍍粒子成為滿足後述飽和組成(即A值或B值為1)之矽化合物，於透明基板上形成膜之狀態可稱為反應模式，反應模式一般於反應性氣體流量為多量之區域達成。該反應模式之成膜狀態有必要根據靶材種類及濺鍍氣體尤其是反應性氣體種類而設定不同條件，但通常可藉由將對靶材之施加電力及濺鍍氣體尤其是反應性氣體之流量設為多量而獲得。且自靶材釋出之濺鍍粒子係不與反應性氣體反應之金屬狀態(此處之金屬亦包含矽)，於透明基板上形成膜之成膜狀態可稱為金屬模式，金屬模式可藉由將反應性氣體流量設為少量，尤其是藉由不使用反應性氣體(反應性氣體流量設為0)而獲得。
成膜狀態為過渡模式、反應模式及金屬模式之哪一者可藉由分析以特定成膜條件實際實施濺鍍所得之膜組成而確認。又，若使用2個以上之靶材，雖有將所有靶材設為過渡模式之情況，但若對各個靶材之施加電力不同，則亦有對每個靶材模式不同之情況。例如，即使反應性氣體流量相同之成膜條件，若對靶材之施加電力高，則金屬之釋出量多而未進行反應，故成為釋出不飽和矽化合物之過渡模式，但若對靶材之施加電力低，則金屬之釋出量少，反應進行，故亦有成為釋出飽和矽化合物之反應模式之情況。本發明中，形成於膜厚方向組成一定之單層膜時，只要至少一個靶材中以過渡模式濺鍍即可，於一部分靶材以過渡模式濺鍍時，其餘靶材可為反應模式或金屬模式。
又，形成於膜厚方向組成連續變化之單層膜時，對靶材之施加電力或濺鍍氣體尤其是反應性氣體之流量連續地或以短間隔區分為多數階段性變化，但此等情況，亦只要於濺鍍過程之一部分或全部中，至少一個靶材以過渡模式濺鍍即可，於一部分靶材以過渡模式濺鍍時，其餘靶材可為反應模式或金屬模式，且該情況下，濺鍍過程中亦可為經過反應模式或金屬模式。
形成於膜厚方向組成一定之單層膜之情況及形成於膜厚方向組成連續變化之單層膜之情況之任一者中，全部靶材均以過渡模式濺鍍，此對於半色調相位移膜之光學特性之面內均一性而言更有效。
本發明中，較好於假想上述透明基板之自轉軸與通過複數靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時，複數靶材中，相對於靶材之垂直線與透明基板之自轉軸最近的靶材之垂直線與自轉軸之距離，其他靶材之垂直線與透明基板之自轉軸之距離為1~3倍，尤其是1~2倍，特別是1~1.5倍之方式，配置複數靶材。該情況下，更好所有靶材配置於以透明基板之自轉軸為中心之2個或3個以上之同心圓上之任一者，特佳為相對於靶材之垂直線與透明基板之自轉軸最近的靶材之垂直線與自轉軸之距離，其他靶材之垂直線與透明基板之自轉軸之距離成為1倍(亦即，所有靶材位於以透明基板之自轉軸為中心之1個同心圓上)之方式配置複數靶材。
又較好假想透明基板之自轉軸與通過複數靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時，以自透明基板之自轉軸，朝向各個靶材之垂直線之法線彼此所成之角度之最大值為70°以上180°以下之方式配置複數靶材，且，更好以自透明基板之自轉軸，朝向各個靶材之垂直線之法線之方向存在複數，鄰接之法線方向均為70°以上，尤其是120°以上，且180°以下，尤其是未達180°，特別是140°以下之方式配置靶材。
複數靶材之上述配置，對於藉由使被濺鍍物(透明基板等之空白光罩用基板)自轉，使用複數靶材進行濺鍍而於被濺鍍物上成膜半色調相位移膜等之薄膜的空白光罩用薄膜形成裝置(濺鍍裝置)為有效。該空白光罩用薄膜形成裝置較好具備對於濺鍍腔室內供給氬氣等稀有氣體及氮氣等之含氮氣體之濺鍍氣體的氣體供給部。又，且較好複數靶材可同時放電，尤其可對複數靶材同時施加電力，較好於一部分或全部以相互不同之電力值施加電力，而可濺鍍放電。
以下，針對透明基板之自轉軸、靶材之垂直線、及該等間之距離、自透明基板之自轉軸朝向靶材之垂直線之法線及法線方向以及該等之角度，參考圖式具體說明。圖1係顯示透明基板S與靶材T之配置一例之側視圖。該情況下，透明基板S之被濺鍍面SS配置於水平方向，其自轉軸a通過透明基板S之中心，於與被濺鍍面SS正交之方向(垂直方向或重力方向)延伸。另一方面，通過靶材T之濺鍍面TS之中心之垂直線v亦設定於與被濺鍍面SS正交之方向(垂直方向或重力方向)。該情況下，靶材T之濺鍍面TS與透明基板S之被濺鍍面SS平行，亦即，配置於水平方向，但亦可使靶材傾斜，使靶材之濺鍍面朝向透明基板之被濺鍍面。該情況下，垂直線亦設定為通過靶材之濺鍍面中心。靶材T之垂直線v與透明基板S之自轉軸a之距離d係該等法線n上之自轉軸a及垂直線v間之距離。
另一方面，圖2(A)、圖2(B)、圖3(A)及圖3(B)各係顯示透明基板S與靶材T之配置例之俯視圖。各靶材中，可設定自透明基板之自轉軸朝向各靶材之垂直線之法線及法線方向，但以將法線彼此所成之角度之最大值成為特定角度之方式，較好朝各垂直線之法線的方向存在複數，且鄰接之法線方向所成之角度均成為特定角度之方式配置靶材。該情況下，靶材T之垂直線(未圖示)與透明基板S之自轉軸(未圖示)之距離d係該等法線n上之自轉軸與垂直線間之距離。具體而言，例如圖2(A)所示之情況係2個靶材T之各法線n彼此所成之角度θ為最大值，該角度成為特定角度且朝各垂直線之法線n之方向存在2個，鄰接之1組法線n之方向所成之角度θ成為特定角度。
又，如圖2(B)所示之情況係3個靶材T之各法線n彼此所成之3個角度θ1 、θ2 、θ3 之最大值θ3 成為特定角度。進而，圖3(A)所示之情況係3個靶材之各法線n彼此所成之3個角度θ1 、θ2 、θ3 之最大值θ3 成為特定角度，且朝各垂直線之法線方向存在3個，鄰接之3組法線n之方向所成之角度θ1 、θ2 、θ3 均成為特定角度。
另一方面，圖3(B)所示之情況係3個靶材之各法線n彼此所成之3個角度θ1 、θ2 、θ3 之最大值θ2 、θ3 (該情況下，θ2 =θ3 ，θ1 為0°)成為特定角度，且朝各垂直線之法線方向存在2個，鄰接之1組法線之方向所成之角度θ2 、θ3 成為特定角度。使用3個以上靶材時，可設定為所有靶材之法線之方向不同，亦可設定為一部分之2個以上靶材之法線方向一致，該重合之法線方向與其他靶材之法線方向不同。該情況，法線重合之靶材於其法線上靶材之垂直線串聯排列。
如此，以使自透明基板之自轉軸，朝向各個靶材之垂直線之法線彼此所成之角度之最大值成為特定角度之方式配置靶材，且藉由使靶材之法線方向不同之靶材彼此以鄰接之法線方向相互成為特定角度之方式配置，可獲得光學特性之面內均一性良好之半色調相位移膜。靶材於一方向集中時，濺鍍中，產生反應性氣體之濃度局部變低之部分，會使濺鍍空間內之反應均一性降低，於靶材之濺鍍面、濺鍍粒子及透明基板之被濺鍍面之任一者中，靶材金屬與反應性氣體之反應進行產生不均，但藉由如此配置複數靶材，可確保濺鍍空間內之靶材金屬與反應性氣體之反應均一性，其結果，可提高所成膜之半色調相位移膜之光學特性之面內均一性。
本發明之半色調相位移空白光罩於石英基板等之透明基板上具有直接或介隔其他膜所形成之半色調相位移膜。本發明中，透明基板較好為例如於SEMI規格中規定之6吋見方、厚25毫吋之稱為6025基板之透明基板，使用SI單位時，通常表述為152mm見方、厚6.35mm之透明基板。又，本發明之半色調相位移光罩具有半色調相位移膜之光罩圖型(光罩圖型)。
本發明中，半色調相位移膜含有矽及氮作為主成分，且僅為1層組成於膜厚方向一定或連續變化之單層膜構成時為有效。所謂組成連續變化係組成分析中無法確認組成之轉變點程度之變化。組成之連續變化，為了例如使濺鍍特性上、因濺鍍條件之變更而使膜之組成變化之反應緩和，而可藉由對靶材之施加電力、濺鍍氣體尤其是反應性氣體之流量等之濺鍍條件以短間隔區分為多數而階段性變化而獲得，較佳可藉由使濺鍍條件連續變化而獲得。
圖4(A)係顯示本發明之半色調相位移空白光罩之一例的剖面圖，該半色調相位移空白光罩100具備透明基板10與形成於透明基板10上之半色調相位移膜1。且，圖4(B)係顯示本發明之半色調相位移光罩之一例的剖面圖，該半色調相位移光罩101具備透明基板10與形成於透明基板10上之半色調相位移膜圖型11。
構成本發明之半色調相位移膜之單層膜含有矽及氮，尤其較好含有矽及氮作為主成分，較好為例如矽及氮之合計含有率為90原子%以上，尤其是95原子%以上，特別是98原子%以上。且，矽含有率較好為35原子%以上，尤其42原子%以上，50原子%以下，尤其48原子%以下，氮含有率較好為45原子%以上，尤其50原子%以上，57原子%以下，尤其55原子%以下。構成半色調相位移膜之單層膜除了矽與氮以外，亦可含有例如鉬、鎢、鉭、鋯等過渡金屬，尤其是鉬，該情況下，過渡金屬含有率宜為5原子%以下。又，氮以外，亦可含有氧、碳等之輕元素，該情況，氮以外之輕元素含有率較好為5原子%以下，但構成半色調相位移膜之單層膜較好僅由矽、氮及氧所成，尤其較好僅由矽及氮所成。
本發明之半色調相位移膜中，為了抑制半色調相位移膜之膜質變化，作為其表面側之層(最表面部之層)可設置表面氧化層。具體而言，半色調相位移膜含有矽及氮作為主成分，且由組成於膜厚方向一定或連續變化之單層膜與位於單層膜之距離透明基板最遠側之表面氧化膜之2層所構成。表面氧化層之厚度較好為半色調相位移膜全體之10%以下，尤其為5%以下。該表面氧化層之氧含有率亦可為20原子%以上，進而亦可為50原子%以上。表面氧化膜較好除了氧以外，含有矽及氮，亦可進而含有例如鉬、鎢、鉭、鋯等過渡金屬，或氧、碳等之輕元素，但特佳為僅由矽、氮及氧所成。
作為形成表面氧化層之方法，具體而言，除了藉由大氣氧化(自然氧化)之氧化以外，作為強制之氧化處理之方法，可舉例為藉由臭氧氣體或臭氧水處理矽系材料之膜之方法，或於氧氣環境等之氧存在環境中，藉由烘箱加熱、燈退火、雷射加熱等，加熱至300℃以上之方法等。其表面氧化層之厚度較好為10nm以下，尤其5nm以下，特別為3nm以下，通常以1nm以上即可獲得作為氧化層之效果。表面氧化層為了成為缺陷更少的層，較好藉由前述之大氣氧化或氧化處理而形成。
本發明之半色調相位移膜較好以不飽和矽化合物形成，半色調相位移膜僅以1層單層膜形成時，其單層膜較好以以不飽和矽化合物形成，於具有單層膜與表面氧化膜之半色調相位移膜時，較好單層膜及表面氧化膜之一者或兩者，尤其是至少單層膜以不飽和矽化合物形成。此處，所謂不飽和，於構成半色調相位移膜之矽化合物僅由矽及氮所成，或僅由該等與氧及碳之一者或兩者所成時，於矽為4價，氮為3價、氧為2價，碳為4價時，所含有之氮、氧及碳之當量合計可成為未達矽之當量之組成。具體而言，由矽之含有率CSi 、氮之含有率CN 、氧之含有率CO 及碳之含有率CC (均為原子%)算出之下述A值超過1之組成為不飽和之組成。
Figure 02_image001
不飽和狀態亦可說是矽化合物含有Si-Si鍵之狀態。不飽和之組成可藉由於半色調相位移膜之濺鍍而成膜中，以過渡模式濺鍍而得。
又，構成半色調相位移膜之矽化合物進而含有過渡金屬時，所含有之氮、氧及碳之當量合計，未達矽及過渡金屬之當量合計之組成可為不飽和。例如含有鉬作為過渡金屬時，鉬可設為6價，可成為含有之氮、氧及碳之當量合計未達矽及鉬之當量合計之組成。具體而言，由矽之含有率CSi 、鉬之含有率CMo 、氮之含有率CN 、氧之含有率CO 及碳之含有率CC (均為原子%)算出之下述B值超過1之組成為不飽和之組成。
Figure 02_image003
該不飽和矽化合物中之A值及B值之上限通常為1.5以下，特別是1.3以下。另一方面，對於不飽和矽化合物，A值或B值為1的組成之矽化合物可稱為飽和矽化合物。飽和狀態亦可說是矽化合物不具有Si-Si鍵之狀態。飽和之組成，於半色調相位移膜之藉由濺鍍成膜中，可藉由反應模式濺鍍而得。
本發明之半色調相位移膜之對於曝光光之相位差，若為於存在半色調相位移膜之部分(相位移部)與不存在半色調相位移膜之部分之邊界部，因通過各自之曝光光之相位差而使曝光光干涉，而可增大對比度之相位差即可，只要相位差為180±30°(亦即150~210°)即可。一般之半色調相位移膜，相位差雖設定為約180°，但基於上述之對比度增大之觀點，相位差不限定於約180°，相位差可小於或大於180°。例如，相位差若小於180°，則於薄膜化有效。又，基於獲得更高對比度之觀點，相位差接近180°時不用說亦有效，較好為160~190°，特別是175~185°。本發明中，半色調相位移膜之膜面內之相位差之中央值較好為上述範圍。再者，本發明中，半色調相位移膜之膜面內之相位差之最大值與最小值之差可為2°以下，尤其可為1°以下。
本發明之半色調相位移膜對於曝光光之透過率較好為3%以上，尤其為5%以上，且較好為17%以下，尤其為12%以下。本發明中，較好半色調相位移膜之膜面內之透過率之中央值在上述範圍。再者，本發明中，半色調相位移膜之膜面內之透過率之最大值與最小值之差為0.2%以下，尤其為0.1%以下。
本發明之半色調相位移膜之全體厚度，由於越薄越易形成微細圖型，故較好設為70nm以下，更好為650nm以下。又，半色調相位移膜之全體厚度之下限通常為58nm以上。
本發明之半色調相位移空白光罩之半色調相位移膜上可設有單層或由多層所成之第2層。第2層通常鄰接於半色調相位移膜而設。作為該第2層具體舉例為遮光膜、遮光膜與抗反射膜之組合、半色調相位移膜之圖型形成中作為硬光罩發揮功能之加工輔助膜等。又，設置後述之第3層時，該第2層亦可利用作為第3層之圖型形成中作為蝕刻阻擋層發揮功能之加工輔助膜(蝕刻阻擋膜)。作為第2層之材料較好為含鉻之材料。
作為此等半色調相位移空白光罩，具體舉例為圖5(A)所示者。圖5(A)係顯示本發明之半色調相位移空白光罩之一例的剖面圖，該半色調相位移空白光罩100具備透明基板10、形成於透明基板10上之半色調相位移膜1、與形成於半色調相位移膜1上之第2層2。
本發明之半色調相位移空白光罩中，可於半色調相位移膜上設置遮光膜作為第2層。且，亦可組合設置遮光膜與抗反射膜作為第2層。藉由設置包含遮光膜之第2層，可於半色調相位移光罩中設置完全遮住曝光光之區域。該遮光膜與抗反射膜亦可利用作為蝕刻中之加工輔助膜。關於遮光膜及抗反射膜之膜構成及材料已有多數報導(例如日本特開2007-33469號公報(專利文獻3)、日本特開2007-233179號公報(專利文獻4)等)，作為較佳之遮光膜與抗反射膜之組合之膜構成，舉例為例如設置含鉻材料之遮光膜，進而設置減低來自遮光膜之反射之含鉻材料之抗反射膜者等。遮光膜及抗反射膜可均以單層構成，亦可以多層構成。作為遮光膜或抗反射膜之含鉻材料舉例為鉻單體、鉻氧化物(CrO)、鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)、鉻氧化氮化物(CrON)、鉻氧化碳化物(CrOC)、鉻氮化碳化物(CrNC)、鉻氧化氮化碳化物(CrONC)等之鉻化合物等。
第2層為遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合時，遮光膜之鉻化合物中之鉻含有率較好為40原子%以上，尤其是60原子%以上，且未達100原子%，尤其99原子%以下，特別是90原子%以下。氧含有率較好為0原子%以上，且60原子%以下，尤其為40原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。氮含有率較好為0原子%以上且50原子%以下，尤其40原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。碳含有率較好為0原子%以上且20原子%以下，尤其10原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。該情況，鉻、氧、氮及碳之合計含有率較好為95原子%以上，尤其99原子%以上，特別是100原子%。
第2層為遮光膜與抗反射膜之組合時，抗反射膜較好為鉻化合物，鉻化合物中之鉻含有率較好為30原子%以上，尤其是35原子%以上，且70原子%以下，尤其50原子%以下。氧含有率較好為60原子%以下，更好為1原子%以上，尤其為20原子%以上。氮含有率較好為50原子%以下，尤其30原子%以下，更好為1原子%以上，尤其3原子%以上。碳含有率較好為0原子%以上且20原子%以下，尤其5原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。該情況，鉻、氧、氮及碳之合計含有率較好為95原子%以上，尤其99原子%以上，特別是100原子%。
第2層為遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合時，第2層之膜厚通常為20~100nm，較好為40~70nm。又，半色調相位移膜與第2層對於波長200nm以下之曝光光之合計光學濃度較好為2.0以上，尤其為2.5以上，特別是3.0以上。
本發明之半色調相位移空白光罩之第2層上可設有單層或由多層所成之第3層。第3層通常鄰接於第2層而設置。作為該第3層，具體舉例為於第2層之圖型形成中作為硬光罩發揮功能之加工輔助膜、遮光膜、遮光膜與抗反射膜之組合等。作為第3層之材料，較好為含矽材料，尤其較好為不含鉻者。
作為此等半色調相位移空白光罩，具體舉例為如圖5(B)所示者。圖5(B)係顯示本發明之半色調相位移空白光罩之一例的剖面圖，該半色調相位移空白光罩100具備透明基板10、形成於透明基板10上之半色調相位移膜1、形成於半色調相位移膜1上之第2層2、及形成於第2層2上之第3層3。
第2層為遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合時，可設置作為於第2層之圖型形成中之硬光罩發揮功能之加工輔助膜(蝕刻光罩膜)作為第3層。又，設置後述之第4層時，該第3層亦可利用作為於第4層之圖型形成中之蝕刻阻擋層發揮功能之加工輔助膜(蝕刻阻擋膜)。該加工輔助膜為蝕刻特性與第2層不同之材料，例如對於應用於含鉻材料之蝕刻的氯系乾蝕刻具有耐性之材料，具體而言，較好為可藉由SF6 與CF4 等之氟系氣體蝕刻之含矽材料。作為含矽材料具體而言，舉例為矽單體、含有矽與氮及氧之一者或兩者之材料、含有矽與過渡金屬之材料、含有矽與氮及氧之一者或兩者與過渡金屬之材料等之矽化合物等，作為過渡金屬舉例為鉬、鉭、鋯等。
第3層為加工輔助膜時，加工輔助膜較好為矽化合物，矽化合物中之矽含有率較好為20原子%以上，尤其是33原子%以上，且95原子%以下，尤其80原子%以下。氮含有率較好為0原子%以上，且50原子%以下，尤其30原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。氧含有率較好為0原子%以上，尤其是20原子%以上，且70原子%以下，尤其66原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。過渡金屬含有率較好為0原子%以上，且35原子%以下，尤其20原子%以下，於含有過渡金屬時，較好為1原子%以上。該情況，矽、氧、氮及過渡金屬之合計含有率較好為95原子%以上，尤其99原子%以上，特別是100原子%。
第2層為遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合，且第3層為加工輔助膜時，第2層之膜厚通常為20~100nm，較好為40~70nm，第3層之膜厚通常為1~30nm，較好為2~15nm。又，半色調相位移膜與第2層對於波長200nm以下之曝光光之合計光學濃度較好為2.0以上，尤其為2.5以上，特別是3.0以上。
又，第2層為加工輔助膜時，可設置遮光膜作為第3層。又，亦可組合設置遮光膜與抗反射膜作為第3層。該情況，第2層為作為於半色調相位移膜之圖型形成中之硬光罩發揮功能之加工輔助膜(蝕刻光罩膜)，且亦可作為第3層之圖型形成中之蝕刻阻擋層發揮功能之加工輔助膜(蝕刻阻擋膜)。作為加工輔助膜之例，舉例為如日本特開2007-241065號公報(專利文獻5)所示之由含鉻材料構成之膜。加工輔助膜可以單層構成亦可以多層構成。作為加工輔助膜之含鉻材料舉例為鉻單體、鉻氧化物(CrO)、鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)、鉻氧化氮化物(CrON)、鉻氧化碳化物(CrOC)、鉻氮化碳化物(CrNC)、鉻氧化氮化碳化物(CrONC)等之鉻化合物等。
第2層為加工輔助膜時，第2層中之鉻含有率較好為40原子%以上，尤其是50原子%以上，且為100原子%以下，尤其99原子%以下，特別是90原子%以下。氧含有率較好為0原子%以上，且60原子%以下，尤其為55原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。氮含有率較好為0原子%以上且50原子%以下，尤其40原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。碳含有率較好為0原子%以上且20原子%以下，尤其10原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。該情況，鉻、氧、氮及碳之合計含有率較好為95原子%以上，尤其99原子%以上，特別是100原子%。
另一方面，第3層之遮光膜及抗反射膜為蝕刻特性與第2層不同之材料，例如對於應用於含鉻材料之蝕刻的氯系乾蝕刻具有耐性之材料，具體而言，較好為可藉由SF6 與CF4 等之氟系氣體蝕刻之含矽材料。作為含矽材料具體而言，舉例為矽單體、含有矽與氮及氧之一者或兩者之材料、含有矽與過渡金屬之材料、含有矽與氮及氧之一者或兩者與過渡金屬之材料等之矽化合物等，作為過渡金屬舉例為鉬、鉭、鋯等。
第3層為遮光膜或遮光膜及抗反射膜之組合時，遮光膜及抗反射膜較好為矽化合物，矽化合物中之矽含有率較好為10原子%以上，尤其是30原子%以上，且未達100原子%，尤其95原子%以下。氮含有率較好為0原子%以上，且50原子%以下，尤其40原子%以下，特別是20原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。氧含有率較好為0原子%以上，且60原子%以下，尤其30原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。過渡金屬含有率較好為0原子%以上，且35原子%以下，尤其20原子%以下，於含有過渡金屬時，較好為1原子%以上。該情況，矽、氧、氮及過渡金屬之合計含有率較好為95原子%以上，尤其99原子%以上，特別是100原子%。
第2層為加工輔助膜，第3層為遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合時，第2層之膜厚通常為1~20nm，較好為2~10nm，第3層之膜厚通常為20~100nm，較好為30~70nm。又，半色調相位移膜、第2層及第3層對於波長200nm以下之曝光光之合計光學濃度較好為2.0以上，尤其為2.5以上，特別是3.0以上。
本發明之半色調相位移空白光罩之第3層上可設置單層或由多層所成之第4層。第4層通常鄰接於第3層設置。作為該第4層，具體而言舉例為作為於第3層之圖型形成中之硬光罩發揮功能之加工輔助膜等。作為第4層之材料較好為含鉻材料。
作為此等半色調相位移空白光罩，具體舉例為如圖5(C)所示者。圖5(C)係顯示本發明之半色調相位移空白光罩之一例的剖面圖，該半色調相位移空白光罩100具備透明基板10、形成於透明基板10上之半色調相位移膜1、形成於半色調相位移膜1上之第2層2、形成於第2層2上之第3層3、及形成於第3層3上之第4層4。
第3層為遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合時，可設置作為於第3層之圖型形成中之硬光罩發揮功能之加工輔助膜(蝕刻光罩膜)作為第4層。該加工輔助膜為蝕刻特性與第3層不同之材料，例如對於應用於含矽材料之蝕刻的氟系乾蝕刻具有耐性之材料，具體而言，較好為可藉由含氧之氯系氣體蝕刻之含鉻材料。作為含鉻材料具體而言舉例為鉻單體、鉻氧化物(CrO)、鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)、鉻氧化氮化物(CrON)、鉻氧化碳化物(CrOC)、鉻氮化碳化物(CrNC)、鉻氧化氮化碳化物(CrONC)等之鉻化合物等。
第4層為加工輔助膜時，第4層中之鉻含有率較好為40原子%以上，尤其是50原子%以上，且為100原子%以下，尤其99原子%以下，特別是90原子%以下。氧含有率較好為0原子%以上，且60原子%以下，尤其為40原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。氮含有率較好為0原子%以上且50原子%以下，尤其40原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。碳含有率較好為0原子%以上且20原子%以下，尤其10原子%以下，於必須調整蝕刻速度時，較好為1原子%以上。該情況，鉻、氧、氮及碳之合計含有率較好為95原子%以上，尤其99原子%以上，特別是100原子%。
第2層為加工輔助膜，第3層為遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合，第4層為加工輔助膜時，第2層之膜厚通常為1~20nm，較好為2~10nm，第3層之膜厚通常為20~100nm，較好為30~70nm，第4層之膜厚通常為1~30nm，較好為2~20nm。又，半色調相位移膜、第2層、第3層及第4層對於波長200nm以下之曝光光之合計光學濃度較好為2.0以上，尤其為2.5以上，特別是3.0以上。
第2層及第4層之以含鉻材料構成之膜可藉由使用鉻靶材、於鉻中添加選自氧、氮及碳之任一種或兩種以上之靶材等，使用於Ar、He、Ne等之稀有氣體中，根據成膜之膜組成，適當添加選自由含氧氣體、含氮氣體、含碳氣體等之反應性氣體而成之濺鍍氣體之反應性濺鍍而成膜。
另一方面，第3層之以含矽材料構成之膜可藉由使用矽靶材、氮化矽靶材、含有矽與氮化矽兩者之靶材、過渡金屬靶材、矽與過渡金屬之複合靶材等，使用於Ar、He、Ne等之稀有氣體中，根據成膜之膜組成，適當添加選自由含氧氣體、含氮氣體、含碳氣體等之反應性氣體而成之濺鍍氣體之反應性濺鍍而成膜。
本發明之半色調相位移光罩可自半色調相位移空白光罩藉由常用方法製造。例如於透明基板上僅形成半色調相位移膜之半色調相位移空白光罩時，首先，於半色調相位移空白光罩之半色調相位移膜上，成膜電子束光阻膜，藉由電子束進行圖型描繪後，藉由特定之顯像操作獲得光阻圖型。其次，將所得光阻圖型作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，於半色調相位移膜上轉印光阻圖型，獲得半色調相位移膜圖型。接著，藉由常用方法去除光阻圖型，可獲得半色調相位移光罩。
藉由於半色調相位移膜上，形成有含鉻材料之膜作為第2層之半色調相位移空白光罩，例如藉以下述步驟可製造半色調相位移光罩。
首先，於半色調相位移空白光罩之第2層上，成膜電子束光阻膜，藉由電子束進行圖型描繪後，藉由特定之顯像操作獲得光阻圖型。其次，將所得光阻圖型作為蝕刻光罩，藉由含氧之氯系乾蝕刻，於第2層上轉印光阻圖型，獲得第2層之圖型。接著，將所得之第2層之圖型作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，於半色調相位移膜上轉印第2層之圖型，獲得半色調相位移膜圖型。此處，於有必要殘留第2層之一部分時，於第2層上形成保護該部分之光阻圖型後，藉由含氧之氯系乾蝕刻，去除未經光阻圖型保護之部分的第2層。接著，藉由常用方法去除光阻圖型，可獲得半色調相位移光罩。
藉由於半色調相位移膜上，形成有含鉻材料之遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合作為第2層，並於第2層上，形成含矽材料之加工輔助膜作為第3層之半色調相位移空白光罩，例如藉由以下述步驟可製造半色調相位移光罩。
首先，於半色調相位移空白光罩之第3層上，成膜電子束光阻膜，藉由電子束進行圖型描繪後，藉由特定之顯像操作獲得光阻圖型。其次，將所得光阻圖型作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，於第3層上轉印光阻圖型，獲得第3層之圖型。接著，將所得之第3層之圖型作為蝕刻光罩，藉由含氧之氯系乾蝕刻，於第2層上轉印第3層之圖型，獲得第2層之圖型。其次，去除光阻圖型後，將所得之第2層之圖型作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，於半色調相位移膜上轉印第2層之圖型，獲得半色調相位移膜圖型同時去除第3層之圖型。其次，於第2層上形成保護殘留第2層之部分的光阻圖型後，藉由含氧之氯系乾蝕刻，去除未經光阻圖型保護之部分的第2層。接著，藉由常用方法去除光阻圖型，可獲得半色調相位移光罩。
藉由於半色調相位移膜上，形成有含鉻材料之加工輔助膜作為第2層，並於第2層上，形成含矽材料之遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合作為第3層之半色調相位移空白光罩，例如藉由以下述步驟可製造半色調相位移光罩。
首先，於半色調相位移空白光罩之第3層上，成膜電子束光阻膜，藉由電子束進行圖型描繪後，藉由特定之顯像操作獲得光阻圖型。其次，將所得光阻圖型作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，於第3層上轉印光阻圖型，獲得第3層之圖型。接著，將所得之第3層之圖型作為蝕刻光罩，藉由含氧之氯系乾蝕刻，於第2層上轉印第3層之圖型，獲得去除半色調相位移膜之部分的第2層經去除之第2層之圖型。其次，去除光阻圖型後，於第3層上形成保護殘留第3層之部分的光阻圖型後，以所得之第2層之圖型作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，於半色調相位移膜上轉印第2層之圖型，獲得半色調相位移膜圖型同時去除未經光阻圖型保護之部分的第3層。接著，藉由常用方法去除光阻圖型。接著，藉由含氧之氯系乾蝕刻，去除第3層經去除之部分的第2層，可獲得半色調相位移光罩。
藉由於半色調相位移膜上，形成有含鉻材料之加工輔助膜作為第2層，並於第2層上，形成含矽材料之遮光膜或遮光膜與抗反射膜之組合作為第3層，進而於第3層上，作為第4層，形成含鉻材料之加工輔助膜之半色調相位移空白光罩，例如藉由以下述步驟可製造半色調相位移光罩。
首先，於半色調相位移空白光罩之第4層上，成膜電子束光阻膜，藉由電子束進行圖型描繪後，藉由特定之顯像操作獲得光阻圖型。其次，將所得光阻圖型作為蝕刻光罩，藉由含氧之氯系乾蝕刻，於第4層上轉印光阻圖型，獲得第4層之圖型。接著，以所得之第4層圖型作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，於第3層上轉印第4層之圖型，獲得第3層之圖型。其次，去除光阻圖型，於第4層上形成保護殘留第3層之部分的光阻圖型後，以所得之第3層之圖型作為蝕刻光罩，藉由藉由含氧之氯系乾蝕刻，於第2層上轉印第3層之圖型，獲得第2層之圖型同時去除未經光阻圖型保護之部分的第4層。其次，以第2層之圖型作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，於半色調相位移膜上轉印第2層之圖型，獲得半色調相位移膜圖型同時去除未經光阻圖型保護之部分的第3層。其次，藉由常用方法去除光阻圖型。接著，藉由含氧之氯系乾蝕刻，去除第3層經去除之部分的第2層與光阻圖型經去除之部分的第4層，可獲得半色調相位移光罩。
如此，可由本發明之半色調相位移空白光罩，製造具備透明基板、半色調相位移空白光罩之半色調相位移膜之光罩圖型之半色調相位移光罩。
由本發明之半色調相位移空白光罩製造之半色調相位移光罩，於用以在被加工基板上形成半間距50nm以下，尤其30nm以下，特別是20nm以下之圖型的光微影中，對形成於被加工基板之光阻膜以ArF準分子雷射光(波長193nm)作為曝光光而轉印圖型之曝光中為有效。
使用由本發明之半色調相位移空白光罩製造之半色調相位移光罩，對包含半色調相位移膜之圖型的光罩圖型照射曝光光，藉此對形成於被加工基板上之光罩圖型之曝光對象的光阻膜轉印光阻圖型，而可使包含半色調相位移膜之圖型的光罩圖型曝光。曝光光之照射，於乾條件之曝光，及液浸曝光，在實際生產中均可以比較短之時間提高累積照射能量，藉由液浸曝光以300mm以上之晶圓作為被加工基板使光罩圖型曝光時特別有效。 [實施例]
以下例示實施例及比較例具體說明本發明，但本發明並非限定於下述實施例者。
[實施例1] 使用DC磁控濺鍍裝置，使用氬氣及氮氣作為濺鍍氣體，使用2個靶面為170mmφ之矽靶材作為靶材，將6025石英基板(154mm×154mm×6.35mmt)之膜形成面(被濺鍍面)水平配置，矽靶材之濺鍍面亦水平配置，以自轉軸通過石英基板中心之方式，邊使石英基板沿著水平方向自轉，邊藉由反應性濺鍍，於透明基板上，成膜由矽與氮所成之半色調相位移膜(SiN膜)，獲得半色調相位移空白光罩。
此處假想透明基板之自轉軸與通過矽靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時之2個矽靶材各者中之垂直線與自轉軸之距離均設為375mm，設定為兩者相同。且以使自自轉軸，朝向一個矽靶材之垂直線之法線與朝另一矽靶材之垂直線之法線所成之角度設為144°之方式配置靶材。濺鍍氣體流量係氬氣設為30sccm，氮氣設為51sccm，對一矽靶材施加1,710W之電力，對另一矽靶材施加190W之電力，成膜為膜厚63nm。該成膜條件於任一矽靶材中均相當於過渡模式。
於自膜面之中心起於對角方向95mm之範圍測定所成膜之半色調相位移膜之ArF準分子雷射之波長(193nm)之相位差與透過率之結果，相位差為176.9~177.5°(中央值為177.2°)，膜面內之最大值與最小值之差為0.6°，透過率為6.08~6.15%(中央值為6.115%)，膜面內之最大值與最小值之差為0.07%，相位差與透過率之面內均一性良好。
且，藉由XPS實施膜深度方向之組成分析後，SiN膜之組成以原子比計，係矽：氮=47：53，且A值超過1之不飽和矽化合物之組成。且，組成於深度方向為一定。該情況下，由於膜厚方向之組成為一定，故光罩圖型形成時之蝕刻速率於膜厚方向為一定，故光罩圖型之剖面形狀之垂直性良好。
[比較例1] 使用DC磁控濺鍍裝置，使用氬氣及氮氣作為濺鍍氣體，使用1個靶面為170mmφ之矽靶材作為靶材，將6025石英基板(154mm×154mm×6.35mmt)之膜形成面(被濺鍍面)水平配置，矽靶材之濺鍍面亦水平配置，以自轉軸通過石英基板中心之方式，邊使石英基板沿著水平方向自轉，邊藉由反應性濺鍍，於透明基板上，成膜由矽與氮所成之半色調相位移膜(SiN膜)，獲得半色調相位移空白光罩。
此處假想透明基板之自轉軸與通過矽靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時之矽靶材中之垂直線與自轉軸之距離設為375mm。濺鍍氣體流量係氬氣設為30sccm，氮氣設為50sccm，對矽靶材施加1,900W之電力，成膜為膜厚63nm。該成膜條件相當於過渡模式。
藉由XPS實施膜深度方向之組成分析後，SiN膜之組成以原子比計，係矽：氮=47：53，係部分氮化矽化合物之組成(氮/矽＜4/3(原子比))。且，組成於深度方向為一定。該情況下，由於膜厚方向之組成為一定，故光罩圖型形成時之蝕刻速率於膜厚方向為一定，故光罩圖型之剖面形狀之垂直性良好。
另一方面，於自膜面之中心起於對角方向95mm之範圍測定所成膜之半色調相位移膜之ArF準分子雷射之波長(193nm)之相位差與透過率之結果，相位差為179.6~180.6°(中央值為180.1°)，膜面內之最大值與最小值之差為1.0°，相位差之面內均一性良好，透過率為6.47~ 7.36%(中央值為7.05%)，膜面內之最大值與最小值之差為0.62%，透過率之面內均一性差。
[比較例2] 使用DC磁控濺鍍裝置，使用氬氣及氮氣作為濺鍍氣體，使用1個靶面為170mmφ之矽靶材作為靶材，將6025石英基板(154mm×154mm×6.35mmt)之膜形成面(被濺鍍面)水平配置，矽靶材之濺鍍面亦水平配置，以自轉軸通過石英基板中心之方式，邊使石英基板沿著水平方向自轉，邊藉由反應性濺鍍，於透明基板上，成膜由矽與氮所成之半色調相位移膜(SiN膜)，獲得半色調相位移空白光罩。
此處假想透明基板之自轉軸與通過矽靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時之矽靶材中之垂直線與自轉軸之距離設為375mm。首先，作為第1層，係以將濺鍍氣體流量係氬氣設為30sccm，氮氣設為0sccm，對矽靶材施加1,800W之電力，成為膜厚10nm之方式形成Si層，其次，作為第2層，係以將濺鍍氣體流量係氬氣設為17sccm，氮氣設為40sccm，對矽靶材施加1,900W之電力，成為膜厚62nm之方式形成SiN層，以使半色調相位移膜全體之膜厚成為72nm之方式成膜。該成膜條件於第1層相當於金屬模式，於第2層相當於反應模式。
於自膜面之中心起於對角方向95mm之範圍測定所成膜之半色調相位移膜之ArF準分子雷射之波長(193nm)之相位差與透過率之結果，相位差為175.8~177.6°(中央值為176.7°)，膜面內之最大值與最小值之差為1.8°，透過率為6.03~ 6.12%(中央值為6.075%)，膜面內之最大值與最小值之差為0.09%，相位差與透過率之面內均一性良好。
另一方面，藉由XPS實施第2層之深度方向之組成分析後，SiN層之組成係矽為43原子%，氮為57原子%，A值為1之飽和矽化合物之組成。該情況，於膜厚方向組成於第1層與第2層之間階段性變化。於蝕刻該半色調相位移膜時，以典型上所用之氟系乾蝕刻，評價第1層及第2層之組成時之蝕刻速度時，以使第1層(Si層)成為0.5nm/sec之條件蝕刻第2層(SiN層)時，成為0.65nm/sec。以此等蝕刻速率不同之層層合2層以上而構成之半色調相位移膜，因蝕刻速率有差異，會於橫方向之蝕刻產生差，而使光罩圖型之剖面形狀之垂直性差。
1:半色調相位移膜 2:第2層 3:第3層 4:第4層 10:透明基板 11:半色調相位移膜圖型 100:半色調相位移空白光罩 101:半色調相位移光罩 S:透明基板 SS:被濺鍍面 T:靶材 TS:濺鍍面 a:自轉軸 d:距離 n:法線 v:垂直線 θ,θ1 ,θ2 ,θ3 :角度
[圖1]係顯示透明基板與靶材之配置一例的側視圖。 [圖2]係顯示透明基板與靶材之配置一例的俯視圖。 [圖3]係顯示透明基板與靶材之配置另一例的俯視圖。 [圖4]係顯示本發明之半色調相位移空白光罩及半色調相位移光罩之一例的剖面圖。 [圖5]係顯示本發明之半色調相位移空白光罩另一例之剖面圖。
1:半色調相位移膜
10:透明基板
11:半色調相位移膜圖型
100:半色調相位移空白光罩
101:半色調相位移光罩

Claims (5)

  1. 一種空白光罩用薄膜形成裝置，其特徵為其係藉由使空白光罩用基板自轉，使用複數靶材進行濺鍍，而於上述空白光罩用基板上成膜薄膜者，其具備 供給含有稀有氣體及含氮氣體之濺鍍氣體的氣體供給部， 上述複數靶材可同時放電，且假想上述空白光罩用基板之自轉軸與通過上述複數靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時，上述複數靶材中，相對於上述垂直線與上述自轉軸最近的靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離，其他靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離為1~3倍，且以使自上述自轉軸，朝向各個上述垂直線之法線彼此所成之角度之最大值為70°以上180°以下之方式配置靶材而成， 且係藉由過渡模式之反應性濺鍍，於透明基板上使以不飽和矽化合物形成之半色調相位移膜進行成膜之裝置。
  2. 如請求項1之空白光罩用薄膜形成裝置，其中自上述自轉軸，存在複數個朝向各個上述垂直線之法線的方向，以使鄰接之法線方向所成之角度均為70°以上180°以下之方式配置靶材。
  3. 一種空白光罩用薄膜形成裝置，其特徵為其係藉由使空白光罩用基板自轉，使用複數靶材進行濺鍍，而於上述空白光罩用基板上成膜薄膜者，其具備 供給含有稀有氣體及含氮氣體之濺鍍氣體的氣體供給部， 上述複數靶材可同時放電，且假想上述空白光罩用基板之自轉軸與通過上述複數靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時，上述複數靶材中，相對於上述垂直線與上述自轉軸最近的靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離，其他靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離為1~3倍， 自上述自轉軸，存在複數個朝向各個上述垂直線之法線的方向，以使鄰接之法線方向所成之角度均為120°以上180°以下之方式配置靶材而成。
  4. 如請求項1至3中任一項之空白光罩用薄膜形成裝置，其中上述複數靶材係僅由矽靶材所構成。
  5. 一種空白光罩用薄膜形成裝置，其特徵為其係藉由使空白光罩用基板自轉，使用複數靶材進行濺鍍，而於上述空白光罩用基板上成膜薄膜者，其具備 供給含有稀有氣體及含氮氣體之濺鍍氣體的氣體供給部， 上述複數靶材可同時放電，且假想上述空白光罩用基板之自轉軸與通過上述複數靶材各者之濺鍍面中心之垂直線時，上述複數靶材中，相對於上述垂直線與上述自轉軸最近的靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離，其他靶材之上述垂直線與上述自轉軸之距離為1~3倍， 以使自上述自轉軸，朝向各個上述垂直線之法線彼此所成之角度之最大值為70°以上180°以下之方式配置靶材而成，且上述複數靶材係僅由矽靶材所構成。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6743679B2 (ja) 2016-03-02 2020-08-19 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法
US10678125B2 (en) * 2016-03-02 2020-06-09 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photomask blank and method for preparing photomask
KR102366782B1 (ko) * 2016-07-25 2022-02-23 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크, 전사용 마스크, 전사용 마스크의 제조 방법 및 반도체 디바이스의 제조 방법
US11156912B2 (en) * 2017-09-29 2021-10-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Lithography mask and method for manufacturing the same
SG11202009172VA (en) * 2018-03-26 2020-10-29 Hoya Corp Mask blank, phase shift mask, and method for manufacturing semiconductor device
KR102582203B1 (ko) * 2018-09-14 2023-09-22 가부시키가이샤 니콘 위상 시프트 마스크 블랭크스, 위상 시프트 마스크, 노광 방법, 및 디바이스의 제조 방법
JP7264083B2 (ja) * 2019-03-29 2023-04-25 信越化学工業株式会社 位相シフトマスクブランクス、その製造方法及び位相シフトマスク
JP7192731B2 (ja) * 2019-09-27 2022-12-20 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、その製造方法、及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201003297A (en) * 2008-03-31 2010-01-16 Hoya Corp Photomask blank, photomask, and methods of manufacturing the same
TW201418869A (zh) * 2012-09-28 2014-05-16 Asahi Glass Co Ltd Ｅｕｖ微影術用反射型光罩基底及其製造方法、以及ｅｕｖ微影術用反射型光罩及其製造方法
TW201419537A (zh) * 2012-08-03 2014-05-16 Semiconductor Energy Lab 氧化物半導體疊層膜及半導體裝置
EP2889922A1 (en) * 2012-08-21 2015-07-01 Oji Holdings Corporation Substrate for semiconductor light emitting elements, semiconductor light emitting element, method for producing substrate for semiconductor light emitting elements, and method for manufacturing semiconductor light emitting element
US20150291813A1 (en) * 2012-10-19 2015-10-15 Konica Minolta, Inc. Gas barrier film and method for manufacturing gas barrier film
US20150355537A1 (en) * 2013-01-18 2015-12-10 Hoya Corporation Method for manufacturing mask blank substrate, method for manufacturing mask blank and method for manufacturing transfer mask

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5674647A (en) 1992-11-21 1997-10-07 Ulvac Coating Corporation Phase shift mask and manufacturing method thereof and exposure method using phase shift mask
JP3064769B2 (ja) 1992-11-21 2000-07-12 アルバック成膜株式会社 位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位相シフトマスクを用いた露光方法
JP2003253439A (ja) * 2002-03-01 2003-09-10 Ulvac Japan Ltd スパッタ装置
US6872496B2 (en) * 2002-10-31 2005-03-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company AlSixOy as a new bi-layer high transmittance attenuating phase shifting mask material for 193 nanometer lithography
KR101042468B1 (ko) * 2003-03-31 2011-06-16 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 포토마스크 블랭크, 포토마스크, 및 이들의 제조 방법
JP2004301993A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Shin Etsu Chem Co Ltd 位相シフトマスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法並びに位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク
US7344806B2 (en) * 2003-03-31 2008-03-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of producing phase shift mask blank, method of producing phase shift mask, phase shift mask blank, and phase shift mask
TWI480676B (zh) * 2004-03-31 2015-04-11 Shinetsu Chemical Co 半色調相移空白光罩，半色調相移光罩，以及圖案轉移方法
JP4933753B2 (ja) 2005-07-21 2012-05-16 信越化学工業株式会社 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクならびにこれらの製造方法
EP1746460B1 (en) 2005-07-21 2011-04-06 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Photomask blank, photomask and fabrication method thereof
JP4551344B2 (ja) 2006-03-02 2010-09-29 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
JP4509050B2 (ja) 2006-03-10 2010-07-21 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びフォトマスク
US20080044740A1 (en) * 2006-08-21 2008-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photomask having haze reduction layer
JP5879951B2 (ja) * 2011-11-21 2016-03-08 信越化学工業株式会社 光パターン照射方法、ハーフトーン位相シフトマスク及びハーフトーン位相シフトマスクブランク
KR102390253B1 (ko) * 2013-01-15 2022-04-22 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법
JP6373607B2 (ja) * 2013-03-08 2018-08-15 Hoya株式会社 マスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法
JP6264238B2 (ja) 2013-11-06 2018-01-24 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、ハーフトーン位相シフト型フォトマスク及びパターン露光方法
JP6323295B2 (ja) * 2014-10-20 2018-05-16 信越化学工業株式会社 パターン形成方法及び化学増幅ネガ型レジスト組成物
JP6463992B2 (ja) 2015-03-03 2019-02-06 Piaa株式会社 車両用灯具

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201003297A (en) * 2008-03-31 2010-01-16 Hoya Corp Photomask blank, photomask, and methods of manufacturing the same
TW201419537A (zh) * 2012-08-03 2014-05-16 Semiconductor Energy Lab 氧化物半導體疊層膜及半導體裝置
EP2889922A1 (en) * 2012-08-21 2015-07-01 Oji Holdings Corporation Substrate for semiconductor light emitting elements, semiconductor light emitting element, method for producing substrate for semiconductor light emitting elements, and method for manufacturing semiconductor light emitting element
TW201418869A (zh) * 2012-09-28 2014-05-16 Asahi Glass Co Ltd Ｅｕｖ微影術用反射型光罩基底及其製造方法、以及ｅｕｖ微影術用反射型光罩及其製造方法
US20150291813A1 (en) * 2012-10-19 2015-10-15 Konica Minolta, Inc. Gas barrier film and method for manufacturing gas barrier film
US20150355537A1 (en) * 2013-01-18 2015-12-10 Hoya Corporation Method for manufacturing mask blank substrate, method for manufacturing mask blank and method for manufacturing transfer mask

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JP2018031840A (ja) 2018-03-01

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