TWI808486B - 相位移空白光罩、相位移光罩之製造方法及相位移光罩 - Google Patents

相位移空白光罩、相位移光罩之製造方法及相位移光罩 Download PDF

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Abstract

[課題] 提供一種「具有相位控制性良好且由使用了氯氧氣體之蝕刻所形成的圖案形狀優異之相位移膜」的相位移空白光罩。 [解決手段] 一種相位移空白光罩，係具有透明基板及被形成於透明基板上的相位移膜，該相位移空白光罩，其特徵係，相位移膜，係波長200nm以下之曝光波長的相位差為160～200°，透過率為3～15%，相位移膜，係從透明基板側依序包含有下層與上層，上層，係含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧，下層，係含有鉻、矽、氮及/或氧，相對於下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為3%以上未滿15%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.7，且氟系的乾蝕刻中之上層相對於下層的蝕刻選擇比為10以上。

Description

相位移空白光罩、相位移光罩之製造方法及相位移光罩
本發明，係關於半導體積體電路等之製造等中所使用的相位移空白光罩、相位移光罩之製造方法及相位移光罩。
在半導體技術所使用的光微影技術中，作為解析度提升技術之一，使用相位移法。相位移法，係例如使用將相位移膜形成於基板上之光罩的方法，且為在光罩基板即相對於曝光光為透明的基板上形成「對於透過未形成相位移膜之部分的曝光光，亦即通過與相位移膜之厚度相同長度的空氣之曝光光，透過相位移膜的光之相位的差大約180°」的相位移膜圖案，並利用光之干涉而使對比提高的方法。
作為應用其的光罩之一，有半色調相位移光罩。半色調相位移光罩，係在石英等之相對於曝光光為透明的基板之上，形成有半色調相位移膜的遮罩圖案者，該半色調相位移膜，係將與透過未形成相位移膜之部分的光之相位差設成為大約180°，並具有在實質上不幫助曝光之程度的透過率。直至目前為止，作為相位移光罩之相位移膜，係主要使用了包含鉬及矽的膜(MoSi系相位移膜)(專利文獻1)。 [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2007-33469號公報 [專利文獻3] 日本特開2007-233179號公報 [專利文獻4] 日本特開2007-241065號公報
一般而言，在具有MoSi系相位移膜之相位移光罩中，係雖在對相位移膜進行圖案加工時，藉由使用SF 6或CF 4等的包含氟之氣體的氟系氣體來進行蝕刻，但此時，若干基板被蝕刻。因此，具有相位移膜之部分與無相位移膜之部分的相位差，係與膜單獨的相位差不同。因此，存在有不僅相位差之控制困難且產生了圖案缺陷時之修正困難等這樣的問題。
為了解決像這樣的問題，吾人考慮一種「將相位移膜之組成設成為在MoSi系膜等的包含矽之膜的基板側形成有如鉻膜般之蝕刻特性不同的膜者」之相位移光罩。在包含矽的膜之上，係一般形成鉻膜，該鉻膜，係作為蝕刻遮光膜或相位移膜時之蝕刻光罩的膜，包含矽之膜被蝕刻而露出的基板側之鉻膜，係在相位移膜上(遠離基板之側)之鉻遮光膜或鉻蝕刻光罩剝離的同時，藉由包含有氯氣與氧氣體之氯系氣體等來予以蝕刻。但是，此時，側蝕刻容易進入基板側之鉻膜且容易引起圖案倒毀等的問題。尤其是，在為了提高鉻膜之透過率而增加氧或氮的量時，係側蝕刻量進一步增大。
本發明，係為了解決上述課題而進行研究者，其目的在於提供一種「具有相位控制性良好且由使用了氯系氣體之蝕刻所形成的圖案形狀優異之相位移膜」的相位移空白光罩及相位移光罩和相位移光罩之製造方法。
為了達成上述目的，在本發明中，係提供一種相位移空白光罩，其具有透明基板及被形成於該透明基板上的相位移膜，該相位移空白光罩，其特徵係，前述相位移膜，係波長200nm以下之曝光波長的相位差為160～200°，透過率為3～15%，前述相位移膜，係從前述透明基板側依序包含有下層與上層，前述上層，係含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧，前述下層，係含有鉻、矽、氮及/或氧，相對於前述下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為3%以上未滿15%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.7，且氟系的乾蝕刻中之前述上層相對於前述下層的蝕刻選擇比為10以上。
若為像這樣的相位移空白光罩，則能成為一種「可形成相位控制性良好且由使用了氯系氣體例如氯氣與氧氣之蝕刻所形成的圖案形狀優異之相位移膜」的相位移空白光罩。
又，較佳為，前述透明基板由石英所構成者。
作為透明基板，係可適當地使用該類者。
又，較佳為，前述下層之膜厚為2～10nm及前述上層之膜厚為50～80nm。
若設成為像這樣的構成，則可容易獲得預定的透過率。
又，較佳為，在前述上層中，前述過渡金屬為鉬(Mo)，且鉬(Mo)相對於矽(Si)與鉬(Mo)的合計之含有率為20%以下。
在本發明中，係可將上層之組成設成為該類者。
又，較佳為，在前述相位移膜上具有含有鉻的遮光膜，且氯系的乾蝕刻中之前述遮光膜相對於前述下層的蝕刻選擇比為1.2以上10.0以下。
若為像這樣的遮光膜，則可藉由氯系之乾蝕刻而與下層一起去除，且此時亦不會有下層被側蝕刻之虞。
此時，較佳為，在前述遮光膜上更具有包含矽、氧及/或氮的硬光罩膜。
若為像這樣的硬光罩膜，則由於蝕刻特性與含有鉻之遮光膜不同，因此，在該遮光膜之圖案形成中作為蝕刻光罩是有用的。
又，在本發明中，係提供一種使用上述相位移空白光罩來製造相位移光罩的相位移光罩之製造方法。
若為像這樣的相位移光罩之製造方法，則可獲得不僅無透明基板之蝕刻且具有良好的圖案形狀之相位移光罩。
又，在本發明中，係提供一種相位移光罩，其具有透明基板及在該透明基板上形成有圖案的相位移膜，該相位移光罩，其特徵係，前述相位移膜，係波長200nm以下之曝光波長的相位差為160~200°，透過率為3~15%，前述相位移膜，係從前述透明基板側依序包含有下層與上層，前述上層，係含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧，前述下層，係含有鉻、矽、氮及/或氧，相對於前述下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為3%以上未滿15%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.7，且氟系的乾蝕刻中之前述上層相對於前述下層的蝕刻選擇比為10以上。
像這樣的相位移光罩，係不僅無透明基板之蝕刻且具有良好的圖案形狀者。
又，較佳為，前述透明基板由石英所構成 者。
作為透明基板，係可適當地使用該類者。
又，較佳為，前述下層之膜厚為2~10nm及前述上層之膜厚為50~80nm。
若設成為像這樣的構成，則可容易獲得預定的透過率。
又，較佳為，在前述上層中，前述過渡金屬為鉬(Mo)，且鉬(Mo)相對於矽(Si)與鉬(Mo)的合計之含有量為20%以下。
在本發明中，係可將上層之組成設成為該類者。
又，較佳為，在前述相位移膜上具有含有鉻的遮光膜，且氯系的乾蝕刻中之前述遮光膜相對於前述下層的蝕刻選擇比為1.2以上10.0以下。
若為像這樣的遮光膜，則可藉由氯系之乾蝕刻而與下層一起去除，且此時亦不會有下層被側蝕刻之虞。
根據本發明之相位移空白光罩，由於在光罩圖案之加工中，在對相位移膜進行加工時變得難以蝕刻基板，因此，可製作容易調整相位差且圖案形狀良好的光罩(相位移光罩)。
如上述般，要求開發一種「可形成相位控制性良好且由使用了氯系氣體之蝕刻所形成的圖案形狀優異之相位移膜」的相位移空白光罩及相位移光罩和相位移光罩之製造方法。
本發明者為了解決上述課題，經重複深入研究之結果，發現到一種「具有含有鉻、矽、氮及/或氧之層(下層)，並進一步在其上層具有含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧之層」的相位移膜，並將含有鉻、矽、氮及/或氧之下層的矽含有量設成為3%以上未滿15%，且將氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率設成為未滿1.7，藉此，在蝕刻相位移膜上之鉻遮光膜或鉻蝕刻光罩的氯系蝕刻時可抑制上述下層之側蝕刻，並製作具有良好的圖案之光罩，而終至完成本發明。
亦即，本發明，係一種相位移空白光罩，其具有透明基板及被形成於該透明基板上的相位移膜，該相位移空白光罩，其特徵係，前述相位移膜，係波長200nm以下之曝光波長的相位差為160～200°，透過率為3～15%，前述相位移膜，係從前述透明基板側依序包含有下層與上層，前述上層，係含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧，前述下層，係含有鉻、矽、氮及/或氧，相對於前述下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為3%以上未滿15%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.7，且氟系的乾蝕刻中之前述上層相對於前述下層的蝕刻選擇比為10以上。
以下，雖詳細地說明關於本發明，但本發明並非限定於該些者。
＜相位移空白光罩＞ 本發明之相位移空白光罩，係具有：相位移膜，被形成於石英基板等的透明基板上。又，後述之本發明的相位移光罩，係具有：相位移膜之遮罩圖案(光罩圖案)，被形成於石英基板等的透明基板上。
＜透明基板＞ 在本發明中，作為透明基板，係雖不特別限定，但在SEMI規格所規定的6英寸平方、厚度0.25英寸之被稱為6025基板的透明基板較為適合，在使用了SI單位系的情況下，通常表記為152mm平方、厚度6.35mm之透明基板。作為透明基板，係石英基板為較佳。
<相位移膜>
本發明中之相位移膜，係在波長200nm以下之曝光波長，特別是193nm(ArF)透過相位移膜及無與其相同厚度的膜之部分的光之間的相位差為160~200°，透過率為3~15%，且從透明基板側起包含有：下層，含有鉻、矽、氮及/或氧；及上層，含有過渡金屬(較佳為除了鉻以外的過渡金屬)、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧。又，相對於鉻與矽的合計而言，含有鉻、矽、氮及/或氧之下層的該矽之含有率為3%以上未滿15%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.7。又，氟系的乾蝕刻中之前述上層相對於前述下層的蝕刻選擇比，係10以上。
藉由上述方式，可製成「即便在以氟系氣體進行乾蝕刻時，亦不會對透明基板產生蝕刻，並且對於氯系氣體(氯氧系氣體)之乾蝕刻，側蝕刻亦難以侵入」的相位移膜。在此，氟系氣體，係指包含SF6、CF4等的氟之氣體，氯系氣體，係指由Cl2與O2所構成之氣體等的包含氯與氧之氣體，該些亦可更包含He等。又，在此，係將使用了氟系氣體之乾蝕刻稱為氟系的乾蝕刻，並將使用了氯系氣體之乾蝕刻稱為氯系的乾蝕刻。
下層之膜，係含有鉻、矽、氮及/或氧，相對於下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為3%以上未滿15%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.7。較佳為，相對於下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為3%以上未滿14%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.6，更佳為，相對於下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為5%以上未滿10%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.1。又，下層中之氧的含有率是未滿60%為較佳，未滿50%為更佳，未滿45%再更佳。另一方面，雖亦可不含有氧，但由於氧含有量越高則透過率越高且容易使上層之膜薄膜化等而變得容易調整，因此，30%以上為較佳，更佳為35%以上，再更佳為40%以上。氮之含有量，係0%以上52%以下為較佳。在此，矽、氧、氮之含有率，係指原子數的比率，例如可藉由XPS(X射線光電子光譜)之測定來求出。
另外，下層之膜，係較佳為由鉻、矽、氮及氧所構成的膜、由鉻、矽及氮所構成的膜、由鉻、矽及氧所構成的膜中之任一者。該些，係亦可更包含碳、氫等。
上層之膜，係包含過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧。亦即，上層之膜，係較佳為由過渡金屬、矽、氮及氧所構成的膜、由過渡金屬、矽、及氮所構成的膜、由過渡金屬、矽及氧所構成的膜、由矽、氮及氧所構成的膜、由矽及氮所構成的膜、由矽及氧所構 成的膜中之任一者。該些，係亦可更包含碳、氫等。
作為過渡金屬，係雖不特別限定，但可使用鉬、鋯、鉭、鎢、鉻、鈦，且除了鉻以外的過渡金屬為較佳，特別是鉬。過渡金屬，係相對於過渡金屬與矽的合計之組成的比率是0%以上40%以下為較佳，氧是0%以上70%以下，氮是0%以上60%以下為較佳。在此，過渡金屬、氧、氮之比率，係指原子數的比率，例如可藉由XPS之測定來求出。
在相位移膜中，含有矽、氮及/或氧之下層的膜厚為2~10nm，位於其上層的含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧之層的膜厚是50~80nm為較佳。藉由設成為像這樣的構成，容易獲得預定的透過率。
含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧之上層的該過渡金屬，係鉬為較佳，鉬相對於矽與鉬的合計之含有率，係20%以下為較佳。
含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧之層(上層)，係能以氟系進行蝕刻，氟系的乾蝕刻中之上層相對於下層的蝕刻選擇比，係10以上為較佳，甚至15以上為更佳。
在此，氟系的乾蝕刻中之上述蝕刻選擇比，係(蝕刻選擇比)=(上層的蝕刻率)/(下層的蝕刻率)。
而且，在相位移膜上具有能以含有鉻之氯系進行蝕刻的遮光膜，該遮光膜相對於透明基板上的含有鉻、矽、氮及/或氧之層的氯系蝕刻中之選擇比，係1.2以 上10.0以下為較佳。
在此，氯系的乾蝕刻中之上述蝕刻選擇比，係(蝕刻選擇比)=(遮光膜的蝕刻率)/(下層的蝕刻率)。
又，在遮光膜上更具有包含矽、氧及/或氮的硬光罩膜為較佳。關於遮光膜或硬光罩膜之詳細內容，係如後述。
在此，參閱圖1，說明關於本發明之相位移空白光罩的一例。在本發明之相位移空白光罩100中，在透明基板10之上形成含有鉻、矽、氮及/或氧的層即下層11，並在下層11之上形成含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧的上層12。相位移膜1，係包含下層11與上層12。又，亦可在相位移膜1之上形成遮光膜13。
上層12，係容易被氟系氣體蝕刻的膜。另一方面，由於下層11，係上述預定之組成的膜，因此，難以被氟系氣體蝕刻且成為藉由氯系氣體而以適當之速度予以蝕刻的膜。因此，當從相位移空白光罩100製造相位移光罩時，在以由氟系氣體所進行的乾蝕刻來剝離相位移膜1的上層12之際，係由於存在有下層11，因此，可防止透明基板10被予以乾蝕刻且被蝕刻的情形。而且，在藉由氯系氣體來剝離遮光膜13之不需要的部分之際，下層11雖亦同時被剝離，但由於下層11具有預定之組成，因此，在下層11不會發生側蝕刻。
<相位移膜之成膜方法>
本發明中之相位移膜，係雖可應用習知的成膜手法而進行成膜，但藉由可容易獲得均質性優異之膜的濺鍍法來進行成膜為較佳，且雖亦可使用DC濺鍍、RF濺鍍之任一方法，但磁控濺鍍為更佳。靶材與濺鍍氣體，係因應層構成或組成而適宜選擇。
作為靶材，係在形成包含下層之鉻與矽的膜時，亦可設成為由鉻與矽所構成的靶材或使用鉻靶材與矽靶材並使其同時放電的共濺鍍，或亦可為使用由鉻與矽所構成之靶材以代替鉻靶材或矽靶材至少一者並使其同時放電的共濺鍍，或亦可為使用鉻靶材、矽靶材、由鉻與矽所構成之靶材並使其同時放電的共濺鍍。
在上層之膜為不包含過渡金屬之含有矽的膜時，係可使用矽靶材。在形成包含過渡金屬之含有矽的膜時，係亦可設成為由過渡金屬與矽所構成的靶材或使用過渡金屬靶材與矽靶材並使其同時放電的共濺鍍，或亦可設成為使用由過渡金屬與矽所構成之靶材以代替過渡金屬靶材或矽靶材至少一者並使其同時放電的共濺鍍，或亦可設成為使用過渡金屬靶材、矽靶材、由過渡金屬與矽所構成之靶材並使其同時放電的共濺鍍。
又，該些靶材，係亦可含有氮，且亦可同時使用含有氮的靶材與不含有氮的靶材。
上層及下層之氮的含有率或氧的含有率，係可藉由「在濺鍍氣體中，使用氮氣或氧氣抑或包含氮氣與氧之氧化氮等作為反應性氣體，並適宜調整導入量而進行反應性濺鍍」的方式來調整。而且，在濺鍍氣體，係亦可使用氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣等來作為稀有氣體。
＜第2層＞ 在本發明之相位移空白光罩的相位移膜之上，係可設置由單層或複數層所構成的第2層。第2層，係通常被設成為與相位移膜相鄰接。作為該第2層，具體而言，係可列舉出遮光膜、遮光膜與反射防止膜的組合、相位移膜之圖案形成中作為硬光罩而發揮功能的加工輔助膜(蝕刻光罩膜)等。又，在設置後述之第3層的情況下，亦可將該第2層利用作為「第3層之圖案形成中作為蝕刻阻擋而發揮功能」的加工輔助膜(蝕刻阻擋膜)。作為第2層之材料，係包含有鉻的材料為較適合。
藉由設置包含遮光膜之第2層的方式，可在相位移光罩中設置將曝光光完全遮光的區域。該遮光膜及反射防止膜，係亦可利用作為蝕刻中之加工輔助膜。
(作為第2層之遮光膜及反射防止膜) 關於遮光膜及反射防止膜之膜構成及材料，係雖有諸多報告(例如，專利文獻2、專利文獻3等)，但作為較佳之遮光膜與反射防止膜的組合之膜構成，係可列舉出例如設置包含有鉻的材料之遮光膜，並進一步設置使來自遮光膜的反射降低之包含有Cr的材料之反射防止膜者等。遮光膜及反射防止膜，係皆亦可以單層來構成，或以複數層來構成。
作為遮光膜或反射防止膜之包含有鉻的材料，係可列舉出鉻單體、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)等的鉻化合物等。另外，在此，表示包含有鉻的材料之化學式，係表示構成元素者，並非意味著構成元素的組成比(在以下之包含有鉻的材料中為相同)。
在第2層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合的情況下，遮光膜的鉻化合物中之鉻的含有率，係40原子%以上，特別是60原子%以上且未滿100原子%，特別是99原子%以下，尤其是90原子%以下為較佳。氧之含有率，係60原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，1原子%以上為更佳。氮之含有率，係50原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，1原子%以上為更佳。碳之含有率，係20原子%以下，特別是10原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳。在該情況下，鉻、氧、氮及碳之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。
又，在第2層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合的情況下，反射防止膜，係鉻化合物為較佳，鉻化合物中之鉻的含有率，係30原子%以上，特別是35原子%以上且70原子%以下，特別是50原子%以下為較佳。氧之含有率，係60原子%以下為較佳，1原子%以上，特別是20原子%以上為更佳。氮之含有率，係50原子%以下，特別是30原子%以下為較佳，1原子%以上，特別是3原子%以上為更佳。碳之含有率，係20原子%以下，特別是5原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳。在該情況下，鉻、氧、氮及碳之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。
在第2層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合的情況下，第2層之膜厚，係通常為20～100nm，較佳為40～70nm。又，以使相對於波長200nm以下的曝光光之相位移膜與第2層的合計之光學密度成為2.0以上，特別是2.5以上，尤其是3.0以上為較佳。
(作為第2層之加工輔助膜) 在第2層為加工輔助膜的情況下，亦可利用作為「相位移膜之圖案形成中作為硬光罩而發揮功能」的加工輔助膜(蝕刻光罩膜)或「第3層之圖案形成中作為蝕刻阻擋而發揮功能」的加工輔助膜(蝕刻阻擋膜)。
作為加工輔助膜之例子，係可列舉出由如專利文獻4所示般之包含有鉻的材料所構成之膜。加工輔助膜，係亦可以單層來構成，或以複數層來構成。
作為加工輔助膜之包含有鉻的材料，係可列舉出鉻單體、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)等的鉻化合物等。
在第2層為加工輔助膜的情況下，第2層的Cr化合物中之Cr的含有率，係40原子%以上，特別是50原子%以上且100原子%以下，特別是99原子%以下，尤其是90原子%以下為較佳。氧之含有率，係60原子%以下，特別是55原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳。氮之含有率，係50原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，1原子%以上為更佳。碳之含有率，係20原子%以下，特別是10原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳。在該情況下，鉻、氧、氮及碳之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。
＜第3層＞ 在本發明之相位移空白光罩的第2層之上，係可設置由單層或複數層所構成的第3層。第3層，係通常被設成為與第2層相鄰接。作為該第3層，具體而言，係可列舉出加工輔助膜、遮光膜、遮光膜與反射防止膜的組合等。作為第3層之材料，係包含有矽的材料為較適合，特別是不包含鉻者為較佳。
作為像這樣的相位移空白光罩，具體而言，係可列舉出圖2所示者。圖2，係表示本發明的相位移空白光罩之一例的剖面圖，該相位移空白光罩100，係具備有：透明基板10；相位移膜1，被形成於透明基板10上；第2層2，被形成於相位移膜1上；及第3層3，被形成於第2層2上。
(作為第3層之加工輔助膜) 在第2層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合的情況下，抑或在第2層為上述半色調相位移膜之圖案形成中作為硬光罩而發揮功能的加工輔助膜的情況下，作為第3層，可設置「第2層之圖案形成中作為硬光罩而發揮功能」的加工輔助膜(蝕刻光罩膜)。又，在設置後述之第4層的情況下，亦可將該第3層利用作為「第4層之圖案形成中作為蝕刻阻擋而發揮功能」的加工輔助膜(蝕刻阻擋膜)。
該加工輔助膜，係設成為蝕刻特性與第2層不同的材料，例如對於包含有鉻的材料之蝕刻所適用的氯系乾蝕刻具有耐性之材料，具體而言，係設成為能以SF 6或CF 4等的氟系氣體進行蝕刻之包含有矽的材料為較佳。
作為包含有矽的材料，具體而言，係可列舉出矽單體、包含有矽與氮及氧之一者或兩者的材料、包含有矽與過渡金屬的材料、包含有矽、氮及氧之一者或兩者與過渡金屬的材料等之矽化合物等，作為過渡金屬，係可列舉出鉬、鉭、鋯等。
在第3層為加工輔助膜的情況下，加工輔助膜，係矽化合物為較佳，矽化合物中之矽的含有率，係20原子%以上，特別是33原子%以上且95原子%以下，特別是80原子%以下為較佳。氮之含有率，係50原子%以下，特別是30原子%以下為較佳，1原子%以上為更佳。氧之含有率，係70原子%以下，特別是66原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳，20原子%以上為再更佳。雖亦可含有過渡金屬或亦可不含有過渡金屬，但在含有過渡金屬的情況下，其含有率，係35原子%以下，特別是20原子%以下為較佳。在該情況下，矽、氧、氮及過渡金屬之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。
在第2層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合而第3層為加工輔助膜的情況下，第2層之膜厚，係通常為20～100nm，較佳為40～70nm，第3層之膜厚，係通常為1～30nm，較佳為2～15nm。又，以使相對於波長200nm以下的曝光光之相位移膜與第2層與第3層的合計之光學密度成為2.0以上，特別是2.5以上，尤其是3.0以上為較佳。
另一方面，在第2層為加工輔助膜而第3層為加工輔助膜的情況下，第2層之膜厚，係通常為1～20nm，較佳為2～10nm，第3層之膜厚，係通常為1～20nm，較佳為2～10nm。
(作為第3層之遮光膜及反射防止膜) 又，在第2層為加工輔助膜的情況下，作為第3層，可設置遮光膜。又，作為第3層，亦可組合設置遮光膜與反射防止膜。
該第3層之遮光膜及反射防止膜，係設成為蝕刻特性與第2層不同的材料，例如對於包含有鉻的材料之蝕刻所適用的氯系乾蝕刻具有耐性之材料，具體而言，係設成為能以SF 6或CF 4等的氟系氣體進行蝕刻之包含有矽的材料為較佳。
作為包含有矽的材料，具體而言，係可列舉出矽單體、包含有矽與氮及氧之一者或兩者的材料、包含有矽與過渡金屬的材料、包含有矽、氮及氧之一者或兩者與過渡金屬的材料等之矽化合物等，作為過渡金屬，係可列舉出鉬、鉭、鋯等。
在第3層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合的情況下，遮光膜與反射防止膜，係矽化合物為較佳，矽化合物中之矽的含有率，係10原子%以上，特別是30原子%以上且未滿100原子%，特別是95原子%以下為較佳。氮之含有率，係50原子%以下，特別是40原子%以下，尤其是20原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳。氧之含有率，係60原子%以下，特別是30原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為較佳。過渡金屬之含有率，係35原子%以下，特別是20原子%以下為較佳，1原子%以上為更佳。在該情況下，矽、氧、氮及過渡金屬之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。
在第2層為加工輔助膜而第3層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合的情況下，第2層之膜厚，係通常為1～20nm，較佳為2～10nm，第3層之膜厚，係通常為20～100nm，較佳為30～70nm。又，以使相對於波長200nm以下的曝光光之相位移膜與第2層與第3層的合計之光學密度成為2.0以上，特別是2.5以上，尤其是3.0以上為較佳。
＜第4層＞ 在本發明之相位移空白光罩的第3層之上，係可設置由單層或複數層所構成的第4層。第4層，係通常被設成為與第3層相鄰接。作為該第4層，具體而言，係可列舉出第3層之圖案形成中作為硬光罩而發揮功能的加工輔助膜等。作為第4層之材料，係包含有鉻的材料為較適合。
作為像這樣的相位移空白光罩，具體而言，係可列舉出圖3所示者。圖3，係表示本發明的相位移空白光罩之一例的剖面圖，該相位移空白光罩100，係具備有：透明基板10；相位移膜1，被形成於透明基板10上；第2層2，被形成於相位移膜1上；第3層3，被形成於第2層2上；及第4層4，被形成於第3層3上。
(作為第4層之加工輔助膜) 在第3層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合的情況下，作為第4層，可設置第3層之圖案形成中作為硬光罩而發揮功能的加工輔助膜(蝕刻光罩膜)。
該加工輔助膜，係設成為蝕刻特性與第3層不同的材料，例如對於包含有矽的材料之蝕刻所適用的氟系乾蝕刻具有耐性之材料，具體而言，係設成為能以含有氧的氯系氣體進行蝕刻之包含有鉻的材料為較佳。
作為包含有鉻的材料，具體而言，係可列舉出鉻單體、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)等的鉻化合物等。
在第4層為加工輔助膜的情況下，第4層中之鉻的含有率，係30原子%以上，特別是40原子%以上且100原子%以下，特別是99原子%以下，尤其是90原子%以下為較佳。氧之含有率，係60原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳。氮之含有率，係50原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳。碳之含有率，係20原子%以下，特別是10原子%以下為較佳，在必需調整蝕刻速度的情況下，係1原子%以上為更佳。在該情況下，鉻、氧、氮及碳之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。
在第2層為加工輔助膜而第3層為遮光膜或遮光膜與反射防止膜之組合且第4層為加工輔助膜的情況下，第2層之膜厚，係通常為1～20nm，較佳為2～10nm，第3層之膜厚，係通常為20～100nm，較佳為30～70nm，第4層之膜厚，係通常為1～30nm，較佳為2～20nm。又，以使相對於波長200nm以下的曝光光之相位移膜與第2層與第3層與第4層的合計之光學密度成為2.0以上，特別是2.5以上，尤其是3.0以上為較佳。
＜第2～4層之成膜方法＞ 第2層及第4層之由包含有鉻的材料所構成之膜，係可藉由反應性濺鍍來進行成膜，該反應性濺鍍，係使用了鉻靶材或對鉻添加了選自氧、氮及碳之任1種或2種以上的靶材等，並使用了「因應待成膜之膜的組成而對Ar、He、Ne等的稀有氣體適宜添加了選自含氧氣體、含氮氣體、含碳氣體等之反應性氣體」的濺鍍氣體。
另一方面，第3層之由包含有矽的材料所構成之膜，係可藉由反應性濺鍍來進行成膜，該反應性濺鍍，係使用了矽靶材、氮化矽靶材、包含有矽與氮化矽兩者的靶材、過渡金屬靶材、矽與過渡金屬的複合靶材等，並使用了「因應待成膜之膜的組成而對Ar、He、Ne等的稀有氣體適宜添加了選自含氧氣體、含氮氣體、含碳氣體等之反應性氣體」的濺鍍氣體。
＜相位移光罩之製造方法＞ 又，在本發明中，係提供一種使用上述相位移空白光罩來製造相位移光罩的相位移光罩之製造方法。本發明之相位移光罩，係可藉由常用方法，從本發明的相位移空白光罩來製造。以下，表示本發明的相位移光罩之製造方法的具體例。
具體例1 「在相位移膜之上形成包含有鉻的材料的膜作為第2層」之相位移空白光罩，係例如可藉由下述工程來製造相位移光罩。
首先，在相位移空白光罩之第2層上形成電子束光阻膜並由電子束進行圖案描繪後，藉由預定的顯影操作獲得光阻圖案。其次，將所獲得的光阻圖案作為蝕刻光罩，藉由含有氧的氯系乾蝕刻，將光阻圖案轉印於第2層而獲得第2層之圖案。其次，將所獲得的第2層之圖案作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，將第2層之圖案轉印於相位移膜的上層而獲得相位移膜圖案。其後，藉由含有氧的氯系乾蝕刻，去除第2層與露出之相位移膜的下層而獲得相位移光罩。在此，在必需使第2層之一部分殘留的情況下，係在將保護該部分的光阻圖案形成於第2層之上後，藉由含氧的氯系乾蝕刻，去除未經光阻圖案保護之部分的第2層及露出之相位移膜的下層。而且，可藉由常用方法來去除光阻圖案而獲得相位移光罩。
具體例2 又，「在相位移膜之上形成含有鉻的材料之遮光膜或遮光膜與反射防止膜的組合作為第2層，並在第2層之上形成含有矽的材料之加工輔助膜作為第3層」的相位移空白光罩，係例如可藉由下述工程來製造相位移光罩。
首先，在相位移空白光罩的第3層之上形成電子束光阻膜並由電子束進行圖案描繪後，藉由預定的顯影操作獲得光阻圖案。其次，將所獲得的光阻圖案作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，將光阻圖案轉印於第3層而獲得第3層之圖案。其次，將所獲得的第3層之圖案作為蝕刻光罩，藉由含有氧的氯系乾蝕刻，將第3層之圖案轉印於第2層而獲得第2層之圖案。其次，在去除光阻圖案後，將所獲得的第2層之圖案作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，將第2層之圖案轉印於相位移膜的上層而獲得相位移膜圖案的同時，去除第3層之圖案。其次，在將保護使第2層殘留之部分的光阻圖案形成於第2層之上後，藉由含氧的氯系乾蝕刻，去除未經光阻圖案保護之部分的第2層及露出之相位移膜的下層。而且，可藉由常用方法來去除光阻圖案而獲得相位移光罩。
具體例3 另一方面，「在相位移膜之上形成含有鉻的材料之加工輔助膜作為第2層，並在第2層之上形成含有矽的材料之遮光膜或遮光膜與反射防止膜的組合作為第3層」的相位移空白光罩，係例如可藉由下述工程來製造相位移光罩。
首先，在相位移空白光罩的第3層之上形成電子束光阻膜並由電子束進行圖案描繪後，藉由預定的顯影操作獲得光阻圖案。其次，將所獲得的光阻圖案作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，將光阻圖案轉印於第3層而獲得第3層之圖案。其次，將所獲得的第3層之圖案作為蝕刻光罩，藉由含有氧的氯系乾蝕刻，將第3層之圖案轉印於第2層而獲得去除了待去除相位移膜的部分之第2層的第2層之圖案。其次，在去除光阻圖案並將保護使第3層殘留之部分的光阻圖案形成於第3層之上後，將所獲得的第2層之圖案作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，將第2層之圖案轉印於相位移膜的上層而獲得相位移膜圖案的同時，去除未經光阻圖案保護之部分的第3層。其次，藉由常用方法來去除光阻圖案。而且，可藉由含有氧的氯系乾蝕刻，將去除了第3層之部分的第2層及露出之相位移膜的下層去除而獲得相位移光罩。
具體例4 再者，「在相位移膜之上形成含有鉻的材料之加工輔助膜作為第2層，並在第2層之上形成含有矽的材料之遮光膜或遮光膜與反射防止膜的組合作為第3層，且進一步在第3層之上形成含有鉻的材料之加工輔助膜作為第4層」的相位移空白光罩，係例如可藉由下述工程來製造相位移光罩。
首先，在相位移空白光罩的第4層之上形成電子束光阻膜並由電子束進行圖案描繪後，藉由預定的顯影操作獲得光阻圖案。其次，將所獲得的光阻圖案作為蝕刻光罩，藉由含有氧的氯系乾蝕刻，將光阻圖案轉印於第4層而獲得第4層之圖案。其次，將所獲得的第4層之圖案作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，將第4層之圖案轉印於第3層而獲得第3層之圖案。其次，在去除光阻圖案並將保護使第3層殘留之部分的光阻圖案形成於第4層之上後，將所獲得的第3層之圖案作為蝕刻光罩，藉由含有氧的氯系乾蝕刻，將第3層之圖案轉印於第2層而獲得第2層之圖案的同時，去除未經光阻圖案保護之部分的第4層。其次，將所獲得的第2層之圖案作為蝕刻光罩，藉由氟系乾蝕刻，將第2層之圖案轉印於相位移膜的上層而獲得相位移膜圖案的同時，去除未經光阻圖案保護之部分的第3層。其次，藉由常用方法來去除光阻圖案。而且，可藉由含有氧的氯系乾蝕刻，將去除了第3層之部分的第2層與去除了光阻圖案之部分的第4層與露出之相位移膜的下層去除而獲得相位移光罩。
＜相位移光罩＞ 又，在本發明中，係提供一種相位移光罩。本發明之相位移光罩，係具有透明基板及圖案被形成於該透明基板上的相位移膜者，關於透明基板及相位移膜，係如上述。又，亦可設成為在相位移膜上設置含有鉻的遮光膜者。
本發明之相位移光罩(半色調相位移型光罩)，係在用於將半間距50nm以下，特別是30nm以下，尤其是20nm以下之圖案形成於被加工基板的光微影中，或在以ArF準分子雷射光(波長193nm)、F 2雷射光(波長157nm)等的波長250nm以下，特別是波長200nm以下的曝光光來將圖案轉印於形成在被加工基板上之光阻膜的曝光中特別有效。 [實施例]
以下，雖使用實施例及比較例來具體地說明本發明，但本發明並非限定於該些者。
[實施例1] 在濺鍍裝置之腔室內設置152mm平方、厚度6.35mm的6025石英基板，使用鉻靶材與矽靶材作為濺鍍靶材，並使用氬氣、氮氣、氧氣作為濺鍍氣體，以5nm之膜厚形成由CrSiON所構成的層。其次，在另一濺鍍裝置之腔室內設置使上述CrSiON成膜的基板，使用MoSi靶材與矽靶材作為濺鍍靶材，並使用氬氣、氮氣及氧氣作為濺鍍氣體，以71nm之膜厚形成由MoSiON所構成的層。測定由該CrSiON與MoSiON所構成的2層分之相位差與透過率，其結果，相位差為180deg，透過率為6.0%。
其次，以XPS測定各層的組成，其結果，CrSiON層，係鉻為41%、矽為2%、氮為13%、氧為44%，MoSiON層，係鉬為7%、矽為38%、氮為40%、氧為15%。亦即，矽相對於下層之鉻與矽的合計之含有率為5%，氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為1.0。
其次，在由CrSiON層與MoSiON層之2層所構成的相位移膜上，以使193nm的曝光光下之OD成為3以上的方式，於濺鍍裝置內，以48nm之膜厚形成由CrON所構成的遮光膜。
其次，對於在乾蝕刻裝置內所獲得的空白光罩之各層實施Cl系的蝕刻、F系的蝕刻，算出各層之蝕刻率並確認各層的選擇比。位於石英基板上的CrSiON層與MoSiON層之F系乾蝕刻的選擇比為30，CrSiON層與CrON遮光層之Cl系乾蝕刻的選擇比為3.5。
在圖4中，表示所使用的乾蝕刻裝置之概略。乾蝕刻裝置1000，係由腔室101、接地102、下部電極103、天線線圈104、高頻電源RF1、RF2所構成，將被處理基板105置放於下部電極103之上。
其次，使用所獲得的空白光罩，塗佈光阻且進行圖案描繪，並經過光阻剝離、各層之氟系或Cl系乾蝕刻工程而獲得具有線寬200nm之線與間隔圖案的光罩。將所獲得的圖案部割斷，以掃描型顯微鏡觀察並確認圖案部之剖面的形狀，其結果，石英基板上之CrSiON層的側蝕刻量少且保持良好的形狀。
＜氟系乾蝕刻條件＞ RF1(RIE：反應式離子蝕刻)：CW(連續放電)54W RF2(ICP：感應耦合電漿)：CW(連續放電)325W 壓力：5mTorr SF 6：18sccm O 2：45sccm
＜Cl系乾蝕刻條件＞ RF1(RIE：反應式離子蝕刻)：CW(連續放電)700V RF2(ICP：感應耦合電漿)：CW(連續放電)400W 壓力：6mTorr Cl 2：185sccm O 2：55sccm He：9.25sccm
[實施例2] 在濺鍍裝置之腔室內設置152mm平方、厚度6.35mm的6025石英基板，且除了施加至Cr靶材與Si靶材的施加電力以外，與實施例1同樣地以5nm之膜厚形成由CrSiON所構成的層。其次，與實施例1相同地以70nm之膜厚形成由MoSiON所構成的層。測定由該CrSiON與MoSiON所構成的2層分之相位差與透過率，其結果，相位差為180deg，透過率為6.0%。
其次，以XPS測定各層的組成，其結果，CrSiON層，係鉻為42.5%、矽為1.5%、氮為14%、氧為42%，MoSiON層，係Mo為7%、Si為38%、氮為40%、氧為15%。亦即，矽相對於下層之鉻與矽的合計之含有率為3%，氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為1.0。
其次，在由CrSiON層與MoSiON層之2層所構成的相位移膜上，以使193nm的曝光光下之OD成為3以上的方式，於濺鍍裝置內，以48nm之膜厚形成由CrON所構成的遮光膜。
其次，對於在乾蝕刻裝置內所獲得的空白光罩之各層實施Cl系的蝕刻、F系的蝕刻，算出各層之蝕刻率並確認各層的選擇比。位於石英基板上的CrSiON層與MoSiON層之F系乾蝕刻的選擇比為32，CrSiON層與CrON遮光層之Cl系乾蝕刻的選擇比為2.0。
與實施例1相同地製作線寬200nm之線與間隔圖案，並確認圖案部的剖面形狀，其結果，圖案部良好。
[實施例3] 在濺鍍裝置之腔室內設置152mm平方、厚度6.35mm的6025石英基板，並與實施例1同樣地以5nm之膜厚形成由CrSiON所構成的層。其次，在濺鍍裝置之腔室內安裝Si靶材，並使用氬氣、氮氣作為濺鍍氣體，以63nm之膜厚形成由SiN所成的層。測定由該CrSiON與SiN所構成的2層分之相位差與透過率，其結果，相位差為180deg，透過率為6.0%。
其次，以XPS測定各層的組成，其結果，CrSiON層，係鉻為42.5%、矽為1.5%、氮為14%、氧為42%，SiN層，係矽為45%、氮為55%。亦即，矽相對於下層之鉻與矽的合計之含有率為3%，氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為1.0。
其次，在由CrSiON層與SiN層之2層所構成的相位移膜上，以使193nm的曝光光下之OD成為3以上的方式，於濺鍍裝置內，以48nm之膜厚形成由CrON所構成的遮光膜。
其次，對於在乾蝕刻裝置內所獲得的空白光罩之各層實施Cl系的蝕刻、F系的蝕刻，算出各層之蝕刻率並確認各層的選擇比。位於石英基板上的CrSiON層與SiN層之F系乾蝕刻的選擇比為12，CrSiON層與CrON遮光層之Cl系乾蝕刻的選擇比為2.0。
與實施例1相同地製作線寬200nm之線與間隔圖案，並確認圖案部的剖面形狀，其結果，圖案部良好。
[實施例4] 在濺鍍裝置之腔室內設置152mm平方、厚度6.35mm的6025石英基板，且除了使用鉻靶材以外，與實施例1同樣地以5nm之膜厚形成由CrSiON所構成的層。其次，與實施例1相同地以73nm之膜厚形成由MoSiON所構成的層。測定由該CrSiON與MoSiON所構成之2層分的相位差與透過率，其結果，相位差為180deg，透過率為6.0%。
其次，以XPS測定各層的組成，其結果，CrSiON層，係鉻為35.5%、矽為5.5%、氮為10%、氧為49%，MoSiON層，係Mo為7%、Si為38%、氮為40%、氧為15%。亦即，矽相對於下層之鉻與矽的合計之含有率為13%，氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為1.2。
其次，在由CrSiON層與MoSiON層之2層所構成的相位移膜上，以使193nm的曝光光下之OD成為3以上的方式，於濺鍍裝置內，以48nm之膜厚形成由CrON所構成的遮光膜。
其次，對於在乾蝕刻裝置內所獲得的空白光罩之各層實施Cl系的蝕刻、F系的蝕刻，算出各層之蝕刻率並確認各層的選擇比。位於石英基板上的CrSiON層與MoSiON層之F系乾蝕刻的選擇比為28，CrSiON層與CrON遮光層之Cl系乾蝕刻的選擇比為10。
與實施例1相同地製作線寬200nm之線與間隔圖案，並確認圖案部的剖面形狀，其結果，圖案部良好。
[實施例5] 在濺鍍裝置之腔室內設置152mm平方、厚度6.35mm的6025石英基板，且除了使用鉻靶材以外，與實施例1同樣地以5nm之膜厚形成由CrSiON所構成的層。其次，與實施例1相同地以73nm之膜厚形成由MoSiON所構成的層。測定由該CrSiON與MoSiON所構成之2層分的相位差與透過率，其結果，相位差為180deg，透過率為6.0%。
其次，以XPS測定各層的組成，其結果，CrSiON層，係鉻為36%、矽為3%、氮為2%、氧為59%，MoSiON層，係Mo為7%、Si為38%、氮為40%、氧為15%。亦即，矽相對於下層之鉻與矽的合計之含有率為8%，氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為1.5。
其次，在由CrSiON層與MoSiON層之2層所構成的相位移膜上，以使193nm的曝光光下之OD成為3以上的方式，於濺鍍裝置內，以48nm之膜厚形成由CrON所構成的遮光膜。
其次，對於在乾蝕刻裝置內所獲得的空白光罩之各層實施Cl系的蝕刻、F系的蝕刻，算出各層之蝕刻率並確認各層的選擇比。位於石英基板上的CrSiON層與MoSiON層之F系乾蝕刻的選擇比為10，CrSiON層與CrON遮光層之Cl系乾蝕刻的選擇比為5。
與實施例1相同地製作線寬200nm之線與間隔圖案，並確認圖案部的剖面形狀，其結果，圖案部良好。該膜之F系蝕刻之選擇比為10，當比其更多的氧進入時，則F系之耐性變得過低且作為阻擋的功能降低。
[比較例1] 在濺鍍裝置之腔室內設置152mm平方、厚度6.35mm的6025石英基板，且除了使用鉻靶材以外，與實施例1同樣地以5nm之膜厚形成由CrON所構成的層。其次，與實施例1相同地以73nm之膜厚形成由MoSiON所構成的層。測定由該CrON與MoSiON所構成之2層分的相位差與透過率，其結果，相位差為180deg，透過率為6.0%。
其次，以XPS測定各層的組成，其結果，CrON層，係鉻為43%、氮為14.5%、氧為42.5%，MoSiON層，係Mo為7%、Si為38%、氮為40%、氧為15%。亦即，矽相對於下層之鉻與矽的合計之含有率為0%，氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為1.0。
其次，在由CrON層與MoSiON層之2層所構成的相位移膜上，以使193nm的曝光光下之OD成為3以上的方式，於濺鍍裝置內，以48nm之膜厚形成由CrON所構成的遮光膜。
其次，對於在乾蝕刻裝置內所獲得的空白光罩之各層實施Cl系的蝕刻、F系的蝕刻，算出各層之蝕刻率並確認各層的選擇比。位於石英基板上的CrON層與MoSiON層之F系乾蝕刻的選擇比為33，CrON層與CrON遮光層之Cl系乾蝕刻的選擇比為1.0。
與實施例1相同地製作線寬200nm之線與間隔圖案，並確認圖案部的剖面形狀，其結果，側蝕刻會進入石英基板上之CrON層的圖案部且剖面形狀並不良好。這是由於相位移膜的下層不含有矽而下層的Cl系之蝕刻率變得過高所產生的結果。
[比較例2] 在濺鍍裝置之腔室內設置152mm平方、厚度6.35mm的6025石英基板，且除了增加腔室內導入之氧氣流量以外，與實施例1同樣地以5nm之膜厚形成由CrSiON所構成的層。其次，與實施例1相同地以69nm之膜厚形成由MoSiON所構成的層。測定由該CrSiON與MoSiON所構成之2層分的相位差與透過率，其結果，相位差為180deg，透過率為6.0%。
其次，以XPS測定各層的組成，其結果，CrSiON層，係鉻為33%、矽為4%、氮為1%、氧為62%，MoSiON層，係鉬為7%、矽為38%、氮為40%、氧為15%。亦即，矽相對於下層之鉻與矽的合計之含有率為11%，氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為1.7。
其次，在由CrSiON層與MoSiON層之2層所構成的相位移膜上，以使193nm的曝光光下之OD成為3以上的方式，於濺鍍裝置內，以48nm之膜厚形成由CrON所構成的遮光膜。
其次，對於在乾蝕刻裝置內所獲得的空白光罩之各層實施Cl系的蝕刻、F系的蝕刻，算出各層之蝕刻率並確認各層的選擇比。位於石英基板上的CrSiON層與MoSiON層之F系乾蝕刻的選擇比為0.5以下，CrSiON層與CrON遮光層之Cl系乾蝕刻的選擇比為3.0。
與實施例1相同地製作線寬200nm之線與間隔圖案，並確認圖案部的剖面形狀，其結果，在石英基板產生了蝕刻。在氧含量多的CrSiON膜(下層)中，係F系蝕刻之蝕刻速率變得過快而導致蝕刻進行至石英部。
[比較例3]
在濺鍍裝置之腔室內設置152mm平方、厚度6.35mm的6025石英基板，且除了施加至Cr靶材與Si靶材的施加電力以外，與實施例1同樣地以5nm之膜厚形成由CrSiON所構成的層。其次，與實施例1相同地以69nm之膜厚形成由MoSiON所構成的層。測定由該CrSiON與MoSiON所構成之2層分的相位差與透過率，其結果，相位差為180deg，透過率為6.0%。
其次，以XPS測定各層的組成，其結果，CrSiON層，係鉻為32%、矽為7%、氮為4%、氧為57%，MoSiON層，係鉬為7%、矽為38%、氮為40%、氧為15%。亦即，矽相對於下層之鉻與矽的合計之含有率為18%，氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為1.5。
其次，在由CrSiON層與MoSiON層之2層所構成的相位移膜上，以使193nm的曝光光下之OD成為3以上的方式，於濺鍍裝置內，以48nm之膜厚形成由CrON所構成的遮光膜。
其次，對於在乾蝕刻裝置內所獲得的空白光 罩之各層實施Cl系的蝕刻、F系的蝕刻，算出各層之蝕刻率並確認各層的選擇比。位於石英基板上的CrSiON層與MoSiON層之F系乾蝕刻的選擇比為12，關於CrSiON層與CrON遮光層之Cl系乾蝕刻的選擇比，係在Si含有量較多之CrSiON膜(下層)中，無法以氯系蝕刻進行剝離且無法算出選擇比。
另外，本發明，係不限定於上述實施形態者。上述實施形態為例示，與本發明之申請專利範圍所記載的技術思想具有實質上相同構成且發揮同樣作用效果者，係皆包含於本發明之技術範圍內。
1:相位移膜
2:第2層
3:第3層
4:第4層
10:透明基板
11:下層
12:上層
13:遮光膜
100:相位移空白光罩
101:腔室
102:接地
103:下部電極
104:天線線圈
105:被處理基板
1000:乾蝕刻裝置
RF1,RF2:高頻電源
[圖1]表示本發明的相位移空白光罩之一例的概略圖。 [圖2]表示本發明的相位移空白光罩之另一例的概略圖。 [圖3]表示本發明的相位移空白光罩之又另一例的概略圖。 [圖4]表示在實施例及比較例中所使用之蝕刻裝置的概略圖。
1:相位移膜
10:透明基板
11:下層
12:上層
13:遮光膜
100:相位移空白光罩

Claims (12)

  1. 一種相位移空白光罩，係具有透明基板及被形成於該透明基板上的相位移膜，該相位移空白光罩，其特徵係， 前述相位移膜，係波長200nm以下之曝光波長的相位差為160～200°，透過率為3～15%， 前述相位移膜，係從前述透明基板側依序包含有下層與上層， 前述上層，係含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧， 前述下層，係含有鉻、矽、氮及/或氧，相對於前述下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為3%以上未滿15%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.7，且氟系的乾蝕刻中之前述上層相對於前述下層的蝕刻選擇比為10以上。
  2. 如請求項1之相位移空白光罩，其中， 前述透明基板，係由石英所構成者。
  3. 如請求項1或2之相位移空白光罩，其中， 前述下層之膜厚為2～10nm及前述上層之膜厚為50～80nm。
  4. 如請求項1或2之相位移空白光罩，其中， 在前述上層中，前述過渡金屬為鉬(Mo)，且鉬(Mo)相對於矽(Si)與鉬(Mo)的合計之含有率為20%以下。
  5. 如請求項1或2之相位移空白光罩，其中， 在前述相位移膜上具有含有鉻的遮光膜，且氯系的乾蝕刻中之前述遮光膜相對於前述下層的蝕刻選擇比為1.2以上10.0以下。
  6. 如請求項5之相位移空白光罩，其中， 在前述遮光膜上更具有包含矽、氧及/或氮的硬光罩膜。
  7. 一種相位移空白光罩之製造方法，其特徵係， 使用如請求項1～6中任一項之相位移空白光罩來製造相位移光罩。
  8. 一種相位移光罩，係具有透明基板及圖案被形成於該透明基板上的相位移膜，該相位移光罩，其特徵係， 前述相位移膜，係波長200nm以下之曝光波長的相位差為160～200°，透過率為3～15%， 前述相位移膜，係從前述透明基板側依序包含有下層與上層， 前述上層，係含有過渡金屬、矽、氮及/或氧，抑或矽、氮及/或氧， 前述下層，係含有鉻、矽、氮及/或氧，相對於前述下層之鉻與矽的合計而言，矽之含有率為3%以上未滿15%，且氧之含有率相對於鉻與矽的合計之含有率的比率為未滿1.7，且氟系的乾蝕刻中之前述上層相對於前述下層的蝕刻選擇比為10以上。
  9. 如請求項8之相位移光罩，其中， 前述透明基板，係由石英所構成者。
  10. 如請求項8或9之相位移光罩，其中， 前述下層之膜厚為2～10nm及前述上層之膜厚為50～80nm。
  11. 如請求項8或9之相位移光罩，其中， 在前述上層中，前述過渡金屬為鉬(Mo)，且鉬(Mo)相對於矽(Si)與鉬(Mo)的合計之含有量為20%以下。
  12. 如請求項8或9之相位移光罩，其中， 在前述相位移膜上具有含有鉻的遮光膜，且氯系的乾蝕刻中之前述遮光膜相對於前述下層的蝕刻選擇比為1.2以上10.0以下。
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