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    重庆时时彩走趋图彩经网: 光掩模坯体、光掩模及其制造方法、以及半导体器件的制造方法.pdf

    关 键 词:
    光掩模坯体 光掩模 及其 制造 方法 以及 半导体器件
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    摘要
    申请专利号:

    CN200980138311.1

    申请日:

    2009.09.30

    公开号:

    CN102165369A

    公开日:

    2011.08.24

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G03F 1/08公开日:20110824|||公开
    IPC分类号: G03F1/08; H01L21/027 主分类号: G03F1/08
    申请人: HOYA株式会社
    发明人: 桥本雅广; 小凑淳志
    地址: 日本东京都
    优先权: 2008.09.30 JP 2008-252416
    专利代理机构: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 李辉;黄纶伟
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200980138311.1

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2012.06.06|||2011.08.24

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

    摘要

    本发明的目的在于,使用于制作ArF准分子激光曝光用光掩模的光掩模坯体,能够应用于半导体设计规则中从DRAM半节距(hp)32nm起的下一代。作为解决方案的是一种光掩模坯体,其用于制作采用了波长200nm以下的曝光光的光掩模,所述光掩模坯体的特征在于,具有:透光性基板;遮光膜,其形成在透光性基板上,并含有钼及硅;以及蚀刻掩模膜,其形成在该遮光膜上并与其接触,并含有铬,所述遮光膜从所述透光性基板侧起依次具有遮光层和防反射层,所述遮光层的钼含量为9%原子百分比以上40%原子百分比以下,所述蚀刻掩模膜的铬含量为45%原子百分比以下。

    权利要求书

    1.一种光掩模坯体,该光掩模坯体用于制作采用了波长200nm以下的曝光光的光掩模,所述光掩模坯体的特征在于,具有:透光性基板;遮光膜,其形成在透光性基板上,并含有钼及硅;以及蚀刻掩模膜,其形成在该遮光膜上并与其接触,并含有铬,所述遮光膜从所述透光性基板侧起依次具有遮光层和防反射层,所述遮光层的钼含量为9%原子百分比以上40%原子百分比以下,所述蚀刻掩模膜的铬含量为45%原子百分比以下。2.一种光掩模坯体,该光掩模坯体用于制作采用了波长200nm以下的曝光光的光掩模,所述光掩模坯体的特征在于,具有:透光性基板;遮光膜,其形成在透光性基板上,并含有钼及硅;以及蚀刻掩模膜,其形成在该遮光膜上并与其接触,并含有铬,所述遮光膜从所述透光性基板侧起依次具有遮光层和防反射层,所述蚀刻掩模膜的铬含量为45%原子百分比以下,由所述遮光膜及蚀刻掩模膜构成的叠层膜的片电阻值为3.0kΩ/□以下。3.根据权利要求1或2所述的光掩模坯体,其特征在于,所述蚀刻掩模膜的铬含量为35%原子百分比以下,并含有氮及氧中至少一方。4.根据权利要求1~3中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述蚀刻掩模膜含有氮及氧中至少一方和碳。5.根据权利要求1~4中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述蚀刻掩模膜是使用形成于其上的膜厚100nm以下的抗蚀剂膜进行加工而成的,所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上20nm以下,所述遮光膜的膜厚为60nm以下。6.根据权利要求5所述的光掩模坯体,其特征在于,所述抗蚀剂膜的膜厚为75nm以下,而且所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上15nm以下。7.根据权利要求5所述的光掩模坯体,其特征在于,所述抗蚀剂膜的膜厚为65nm以下,而且所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上10nm以下。8.根据权利要求1~7中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述遮光层利用由钼及硅构成的材料、或者由钼、硅及氮构成的材料形成。9.根据权利要求1~7中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述遮光膜由所述遮光层及防反射层这两层构成,所述遮光层利用由钼、硅及氮构成的材料形成,所述防反射层利用由钼及硅、和氧及氮中至少一方构成的材料形成。10.根据权利要求1~9中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述蚀刻掩模膜是在制作光掩模时被去除的膜。11.根据权利要求1~10中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述光掩模坯体具有形成于所述蚀刻掩模膜上的抗蚀剂膜。12.一种光掩模,其特征在于,所述光掩模是使用权利要求1~11中任意一项所述的光掩模坯体制作的。13.一种光掩模的制造方法,其特征在于,准备权利要求1~11中任意一项所述的光掩模坯体,将形成于所述蚀刻掩模膜上的抗蚀剂图案作为掩模,使用含有氧的氯系气体对所述蚀刻掩模膜进行干蚀刻,由此进行图案转印,将形成于所述蚀刻掩模膜上的图案作为掩模,使用氟系气体对所述遮光膜进行干蚀刻,由此进行图案转印,在向所述遮光膜转印图案后,使用含有氧的氯系气体进行干蚀刻,由此去除所述蚀刻掩模膜。14.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,通过转印权利要求12所述的光掩模的图案来制造半导体器件。

    说明书

    光掩模坯体、光掩模及其制造方法、以及半导体器件的制造方法

    技术领域

    本发明涉及在半导体器件等的制造中使用的光掩模坯体、光掩模及其制造方法等。

    背景技术

    半导体器件等的细微化具有使得性能、功能提高(快速动作和低功耗等)和成本降低的优点,细微化的推进在日益加速。支持该细微化的是光刻技术,转印用掩模与曝光装置、抗蚀剂材料一起成为关键技术。

    近年来,进入了在半导体器件的设计规格中被称为半节距(hp,half?pitch)32nm时代的开发阶段。所述半节距相当于ArF准分子激光曝光光的波长193nm的1/6。在从hp32nm起的下一代中,仅仅应用现有的相移法、倾斜入射照明法和光瞳滤波法等解析度增强技术(Resolution?Enhancement?Technology:RET)、以及光学邻近校正(Optical?Proximity?Correction:OPC)技术还不够,还需要超高NA技术(液浸光刻)和双重曝光法(双重构图)。

    当在透明基板上形成具有遮光膜的掩模图案的光掩模的情况下,在把形成有掩模图案的抗蚀剂膜作为掩模进行遮光膜(例如Cr系的单层膜或者多个叠层膜)的干蚀刻时,抗蚀剂膜也被蚀刻而被消耗。因此,导致在遮光层上转印掩模图案时的解像性下降。

    作为其对策,使遮光膜变薄比较有效。但是,如果使遮光膜变薄,则导致OD值(光学浓度)减小。

    作为上述问题的对策,提出了专利文献1的方法。该方法采用例如在基板上形成MoSi系遮光膜/Cr系蚀刻掩模膜(兼做防反射膜)的坯体(参照该文献的第0174段等)。并且,通过采用膜厚较薄的Cr系蚀刻掩模膜,减轻了抗蚀剂的负担,在向膜厚较薄的Cr系蚀刻掩模膜转印掩模图案时的解像性的下降得到了改善。与此同时,通过将蚀刻掩模膜(其对于遮光膜具有比抗蚀剂更高的蚀刻选择性,而且膜厚与抗蚀剂相比很薄)用作遮光膜的蚀刻掩模,将会有助于改善遮光膜图案的CD。此时,虽然也能够确保遮光膜的OD=3,但是并不减薄MoSi系的遮光膜本身。

    另外,关于由MoSi系材料的层叠结构构成的遮光膜,在专利文献2中记载了例如从基板侧起由MoSiN主遮光层/MoSiON防反射层的层叠结构构成的遮光膜等。

    专利文献1:日本特开2007-241065号公报

    专利文献2:日本特开2006-78807号公报

    在制作适应于从DRAM?hp32nm起的下一代的采用了硅化钼系遮光膜的光掩模的情况下,仅仅采用利用了以往的使用Cr系材料的蚀刻掩模的掩模制作工艺(仅从与遮光膜的蚀刻选择性方面考虑而选定蚀刻掩模)还不够。

    另外,出于确保边缘对比度等的原因,需要形成不能在晶片上的抗蚀剂上成像的细微辅助图案(Sub?Resolution?Assist?Feature:SRAF)。在从DRAM?hp32nm起的下一代中,有时需要在光掩模上形成线宽小于40nm的SRAF。

    为了获得DRAM?hp32nm起的下一代中使用的光掩模所要求的解像性(小于40nm),需要降低抗蚀剂图案的宽高比,从防止抗蚀剂图案的歪斜方面考虑,需要使抗蚀剂膜的膜厚为100nm以下。

    本发明的发明人发现:为了使抗蚀剂膜的膜厚达到100nm以下,仅利用上述现有的光掩模坯体的层结构还不够,还需要改善蚀刻掩模、遮光膜这两者。

    具体地讲,本发明的发明人发现:为了能够在100nm以下的抗蚀剂膜厚下对蚀刻掩模转印掩模图案,需要改善蚀刻掩模膜的结构,但是仅仅单纯地将蚀刻掩模膜的膜厚减薄还不够,在将掩模图案转印到下层的遮光膜上的蚀刻处理结束之前,蚀刻掩模膜必须能够保持掩模图案,因而现有的蚀刻掩模膜的结构、现有的遮光膜的结构很难实现。

    另一方面,本发明的发明人发现:在将抗蚀剂膜厚设为100nm以下时,产生LER(Line?Edge?Roughness:线边缘粗糙度)比以往增大的趋势。这在将形成有掩模图案的抗蚀剂膜作为掩模、对蚀刻掩模膜进行干蚀刻时,抗蚀剂膜也被蚀刻而被消耗,但是在膜厚比较薄时,图案的形状劣化比较显著,导致在将掩模图案转印到蚀刻掩模膜上时的LER变差。并且,本发明的发明人发现在抗蚀剂图案的线宽小于40nm时,因抗蚀剂图案的干蚀刻而导致的消耗(减膜)的影响相对增大,而且这种影响不能忽视。为了解决这些问题,本发明的发明人发现需要缩短在将掩模图案转印到蚀刻掩模上时进行干蚀刻的时间。

    发明内容

    本发明的目的在于,提供一种下一代的光掩模坯体以及光掩模,将抗蚀剂膜厚为100nm以下(大致hp32nm起)、乃至抗蚀剂膜厚为75nm以下(大致hp32nm起)、甚至抗蚀剂膜厚为65nm以下(大致hp22nm起)作为目标。

    并且,本发明的目的在于,提供一种能够应用于半导体设计规则中的DRAM半节距(hp)32nm起的下一代的光掩模坯体以及光掩模。

    并且,本发明的目的在于,提供一种能够实现掩模上的图案的解像性小于40nm的光掩模坯体以及光掩模。

    本发明采用以下结构。

    (结构1)

    一种光掩模坯体,该光掩模坯体用于制作采用波长200nm以下的曝光光的光掩模,所述光掩模坯体的特征在于,具有:

    透光性基板;

    遮光膜,其形成在透光性基板上,并含有钼及硅;以及

    蚀刻掩模膜,其形成在该遮光膜上并与其接触,并含有铬,

    所述遮光膜从所述透光性基板侧起依次具有遮光层和防反射层,

    所述遮光层的钼含量为9%原子百分比以上40%原子百分比以下,

    所述蚀刻掩模膜的铬含量为45%原子百分比以下。

    (结构2)

    一种光掩模坯体,该光掩模坯体用于制作采用波长200nm以下的曝光光的光掩模,所述光掩模坯体的特征在于,具有:

    透光性基板;

    遮光膜,其形成在透光性基板上,并含有钼及硅;以及

    蚀刻掩模膜,其形成在该遮光膜上并与其接触,并含有铬,

    所述遮光膜从所述透光性基板侧起依次具有遮光层和防反射层,

    所述蚀刻掩模膜的铬含量为45%原子百分比以下,

    由所述遮光膜及蚀刻掩模膜构成的叠层膜的片电阻值为3.0kΩ/□以下。

    (结构3)

    根据结构1或2所述的光掩模坯体,其特征在于,所述蚀刻掩模膜的铬含量为35%原子百分比以下,并含有氮及氧中至少一方。

    (结构4)

    根据结构1~3中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述蚀刻掩模膜含有氮及氧中至少一方和碳。

    (结构5)

    根据结构1~4中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,

    所述蚀刻掩模膜是使用形成于其上的膜厚100nm以下的抗蚀剂膜进行加工而成的,

    所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上20nm以下,

    所述遮光膜的膜厚为60nm以下。

    (结构6)

    根据结构5所述的光掩模坯体,其特征在于,所述抗蚀剂膜的膜厚为75nm以下,而且所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上15nm以下。

    (结构7)

    根据结构5所述的光掩模坯体,其特征在于,所述抗蚀剂膜的膜厚为65nm以下,而且所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上10nm以下。

    (结构8)

    根据结构1~7中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述遮光层利用由钼及硅构成的材料、或者由钼、硅及氮构成的材料形成。

    (结构9)

    根据结构1~7中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述遮光膜由所述遮光层及防反射层这两层构成,

    所述遮光层利用由钼、硅及氮构成的材料形成,

    所述防反射层利用由钼及硅、和氧及氮中至少一方构成的材料形成。

    (结构10)

    根据结构1~9中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述蚀刻掩模膜是在制作光掩模时被去除的膜。

    (结构11)

    根据结构1~10中任意一项所述的光掩模坯体,其特征在于,所述光掩模坯体具有形成于所述蚀刻掩模膜上的抗蚀剂膜。

    (结构12)

    一种光掩模,其特征在于,所述光掩模是使用结构1~11中任意一项所述的光掩模坯体制作的。

    (结构13)

    一种光掩模的制造方法,其特征在于,

    准备结构1~11中任意一项所述的光掩模坯体,

    将形成于所述蚀刻掩模膜上的抗蚀剂图案作为掩模,使用含有氧的氯系气体对所述蚀刻掩模膜进行干蚀刻,由此进行图案转印,

    将形成于所述蚀刻掩模膜上的图案作为掩模,使用氟系气体对所述遮光膜进行干蚀刻,由此进行图案转印,

    在向所述遮光膜转印图案后,使用含有氧的氯系气体进行干蚀刻,由此去除所述蚀刻掩模膜。

    (结构14)

    一种半导体器件的制造方法,其特征在于,通过转印结构12所述的光掩模的图案来制造半导体器件。

    根据本发明,能够提供一种光掩模坯体及光掩模,即使抗蚀剂膜厚为100nm以下、乃至抗蚀剂膜厚为75nm以下、甚至抗蚀剂膜厚为65nm以下时,也能够以同时满足抗蚀剂图案的LER的影响较小、蚀刻掩模图案的LER的影响较小、遮光膜具有预定程度以上的遮光性能这多个条件的方式,对蚀刻掩模膜设定作为蚀刻速率较快的材料的铬含量,对遮光膜设定作为遮光性能较高并能确保导电性的材料的钼含量,由此实现半导体设计规则中从DRAM半节距(hp)32nm起的下一代所要求的解像性(小于40nm),而且也能够防止抗蚀剂图案的歪斜。

    另外,本发明中的DRAM半节距(hp)32nm依据于2008年版的ITRS(InternationalTechnology?Roadmap?for?Semiconductors,半导体国际技术路线图)。并且,本发明不仅能够应用于DRAM,也能够应用于闪存和MPU。

    具体实施方式

    下面,对本发明进行详细说明。

    本发明的光掩模坯体用于制作采用了波长200nm以下的曝光光的光掩模,所述光掩模坯体的特征在于,具有:

    透光性基板;

    遮光膜,其形成在透光性基板上,并含有钼及硅;以及

    蚀刻掩模膜,其形成在该遮光膜上并与其接触,并含有铬,

    所述遮光膜从所述透光性基板侧起依次具有遮光层和防反射层,

    所述遮光层的钼含量为9%原子百分比以上40%原子百分比以下,

    所述蚀刻掩模膜的铬含量为45%原子百分比以下(结构1)。

    并且,本发明的光掩模坯体用于制作采用了波长200nm以下的曝光光的光掩模,所述光掩模坯体的特征在于,具有:

    透光性基板;

    遮光膜,其形成在透光性基板上,并含有钼及硅;以及

    蚀刻掩模膜,其形成在该遮光膜上并与其接触,并含有铬,

    所述遮光膜从所述透光性基板侧起依次具有遮光层和防反射层,

    所述蚀刻掩模膜的铬含量为45%原子百分比以下,

    由所述遮光膜及蚀刻掩模膜构成的叠层膜的片电阻值为3.0kΩ/□以下(结构2)。

    本发明的发明人发现,当使用在透光性基板上依次(相接地)设置有MoSi系遮光膜、Cr系蚀刻掩模膜、抗蚀剂膜(膜厚100nm以下)的光掩模进行加工时,

    (1)有时仅仅减薄蚀刻掩模膜的膜厚(例如设为20nm以下)无法降低抗蚀剂图案的LER,

    (2)从降低抗蚀剂图案的LER的方面考虑,由于氯系(例如Cl2+O2)干蚀刻的蚀刻速率较慢,所以对于Cr系蚀刻掩模膜来说,Cr成分较多的材料并不优选,因此,从这个方面考虑,Cr系蚀刻掩模膜优选是Cr成分较少、高氮(氮化度高)高氧(氧化度高)的Cr系材料,

    (3)从降低Cr系蚀刻掩模膜图案的LER的方面考虑,由于氟系干蚀刻的蚀刻速率较慢,所以,对于Cr系蚀刻掩模膜来说,Cr成分较多的材料是优选的,因此,从这个方面考虑,Cr系蚀刻掩模膜优选是Cr成分较多的Cr系材料,

    (4)上述(2)和(3)是折衷关系,考虑到这种情况,优选Cr系蚀刻掩模膜中的铬含量为50%原子百分比以下,更优选Cr系蚀刻掩模膜中的铬含量为45%原子百分比以下,更优选铬含量为35%原子百分比以下,并且,优选Cr系蚀刻掩模膜中的铬含量的下限为20%原子百分比以上,更优选铬含量的下限为30%原子百分比以上,特别是在蚀刻掩模膜是氧化铬膜的情况下,优选铬含量的下限为33%原子百分比以上。

    着重对Cr系蚀刻掩模膜的铬含量进行详细说明。

    近年来,为了形成细微图案,采用电子线描绘用抗蚀剂膜作为抗蚀剂膜,例如,采用200A/cm2以上的高电流密度的电子线描绘装置所实现的电子线描绘曝光。在这种电子线描绘曝光中,为了防止带电,需要使抗蚀剂膜下面的薄膜具有导电性。因此,在光掩模坯体构成为在MoSi系遮光膜上设有Cr系蚀刻掩模膜时,必须使MoSi系遮光膜或者Cr系蚀刻掩模膜中任意一方具有导电性。在确保Cr系蚀刻掩模膜的导电性的情况下,将成为Cr系蚀刻掩模膜的铬含量较多的膜。在这种结构中,在由位于抗蚀剂膜下面的遮光膜及蚀刻掩模膜的叠层膜构成的薄膜中,在确保上层的蚀刻掩模膜的导电性的同时,能够改善针对上述(3)的氟系蚀刻的耐性,并且改善蚀刻掩模膜的LER。

    但是,在铬含量多于50%原子百分比的结构中,蚀刻速率变慢,在Cr系蚀刻掩模膜的干蚀刻中,抗蚀剂膜出现减薄,因而必须加厚抗蚀剂膜厚。结果,在转印图案中,尤其是小于40nm的SRAF部分的抗蚀剂图案中的宽高比(1∶2.5)增大,导致容易产生歪斜或缺损,不能获得具有适合于从DRAM?hp32nm起的下一代细微图案的解像性的光掩模。

    在本发明中,将Cr系蚀刻掩模膜设为铬含量为50%原子百分比以下的Cr成分较少的材料,由此加快蚀刻速率,确保MoSi系遮光膜的导电性,确??故醇聊は旅娴谋∧さ牡嫉缧?。具体地讲,在电子线描绘曝光中,为了使位置精度误差在0.1nm以下,需要使片电阻值在3.0kΩ/□以下。即,遮光膜中的遮光层是含有钼及硅的材料,而且将钼的含量设为9%原子百分比以上,由此在下层的遮光膜中确??故醇聊は旅娴谋∧さ牡嫉缧?,另一方面,通过将Cr系蚀刻掩模膜的铬含量设为50%原子百分比以下,使Cr系蚀刻掩模膜的蚀刻速率变快。由此,能够将抗蚀剂膜设为100nm以下,能够提高抗蚀剂膜的LER。

    并且,在对Cr系蚀刻掩模膜进行蚀刻的情况下,氯离子的入射随着抗蚀剂图案的宽高比变大(图案的节距变小)而受到阻碍,因此产生由于宽高比不同的图案之间的蚀刻速率差而形成的微负载(micro?loading)现象。因此,在本发明中,将蚀刻掩模膜中的铬含量设为45%原子百分比以下,由此加快蚀刻速率。因此,能够减小宽高比不同的图案之间的蚀刻速率差,能够抑制微负载现象。结果,能够防止CD的线性变差。

    本发明中的光掩模坯体是遮光膜从透光性基板侧起依次具有遮光层和防反射层的构造。在使用该光掩模坯体制作光掩模的情况下,遮光膜具有防反射功能,因此最后剥离遮光膜上的蚀刻掩模膜。即,本发明的光掩模的构造是利用具有遮光层和防反射层的遮光膜图案构成的。此时,在蚀刻掩模膜的铬含量为35%原子百分比以下的情况下,在利用Cl2与O2的混合气体通过干蚀刻来剥离蚀刻掩模膜时,能够加快蚀刻速率,易于剥离蚀刻掩模膜,因而能够防止CD的均匀性变差。

    根据上述构造,本发明的光掩模坯体在确保膜的导电性以及与MoSi系膜的良好的蚀刻选择性的基础上,还综合考虑Cr系蚀刻掩模膜与抗蚀剂膜的LER、抗蚀剂膜的抗蚀剂膜的解像性、通过抑制微负载现象来改善CD的线性、通过迅速剥离Cr系蚀刻掩模膜来改善CD的均匀性等因素,选择Cr系蚀刻掩模膜的铬含量与遮光层的钼含量。

    (5)与上述(2)及(4)相关联(即,与缩短Cr系蚀刻掩模膜的蚀刻时间相关联),从降低抗蚀剂图案的LER(Line?Edge?Roughness,线边粗糙度)方面考虑,优选Cr系蚀刻掩模膜的膜厚为20nm以下。

    (6)与上述(3)及(4)相关联(即,与Cr系蚀刻掩模膜的耐蚀性相关联),在将掩模图案转印到下层的遮光膜上的蚀刻处理结束之前,蚀刻掩模必须保持掩模图案,因而优选Cr系蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上。

    (7)Cr系材料在与MoSi材料之间具有针对氟系气体的较高的蚀刻选择比。但是,在利用氟系气体进行的蚀刻中受到很多物理蚀刻的影响,因而并非完全没有减薄。因此,即使是对Cr系蚀刻掩模膜进行优化,如果MoSi系遮光膜的膜厚比较厚而超过60nm,则基于氟系气体的干蚀刻的蚀刻时间变长,该干蚀刻后的Cr系蚀刻掩模膜的膜厚变薄,Cr系蚀刻掩模膜图案的LER(Line?Edge?Roughness)变差,因而优选MoSi系遮光膜的膜厚为60nm以下。

    本发明的发明人发现,在遮光层实质上是由钼及硅构成的材料,是钼的含量为9%原子百分比以上40%原子百分比以下的MoSi膜的情况下,如图19所示,能够获得每单位膜厚的光学浓度较大、对于ArF准分子激光曝光光的遮光性相对较大的遮光层,即使在遮光层的厚度是比过去大大减薄的小于40nm的层厚度时,也能够获得规定的遮光性(光学浓度),进而,通过与遮光性和过去相同的防反射层及低反射层进行组合,作为ArF准分子激光曝光用光掩模的遮光膜,能够获得充足的遮光性(光学浓度为2.8以上,优选3以上)。

    当由MoSi膜构成的遮光层中的钼的含量为9%原子百分比以上时,能够实现每单位膜厚的光学浓度ΔOD=[email protected]以上。当钼的含量为15%原子百分比以上时,能够实现ΔOD=[email protected]以上,所以是优选的。当钼的含量为20%原子百分比以上时,能够实现ΔOD=[email protected]以上,所以更加优选。

    优选由MoSi膜构成的遮光层中的钼的含量为15%原子百分比以上40%原子百分比以下,更优选20%原子百分比以上40%原子百分比以下。

    并且,本发明的发明人发现,在遮光层实质上是由钼、硅及氮构成的材料,是钼的含量为9%原子百分比以上40%原子百分比以下的MoSiN膜的情况下,通过调整氮的含量,如图20所示,能够获得每单位膜厚的光学浓度较大、对于ArF准分子激光曝光光的遮光性相对较大的遮光层,即使在遮光层的厚度是55nm以下的厚度时,也能够获得预定的遮光性(光学浓度),进而,通过与具有和过去相同的遮光性的正面防反射层进行组合,作为ArF准分子激光曝光用光掩模的遮光膜,能够获得充足的遮光性(光学浓度为2.8以上,最好3以上)。

    在图20中,标绘了每单位膜厚的光学浓度为预定值(ΔOD=0.05nm-1、0.06nm-1、0.07nm-1、0.075nm-1)的遮光层的Mo含量及氮含量,并作成近似曲线进行表示。在图20中,例如,包括ΔOD=0.06nm-1的近似曲线的标绘线在内的下侧的区域,表示能够形成0.06nm-1以上的光学浓度的遮光层的区域。并且,标绘由遮光膜及蚀刻掩模膜构成的叠层膜的片电阻值为3.0kΩ/□的遮光层的Mo含量及氮含量,并作成近似直线进行表示。其中,叠层膜中的遮光膜的防反射层及蚀刻掩模膜的膜厚分别是固定值。包括该近似直线的标绘线在内的右侧的区域表示能够形成3.0kΩ/□以下的片电阻值的遮光层的区域。

    根据图20,在钼的含量为9%原子百分比以上、氮的含量小于40%原子百分比的情况下,能够使遮光层的ΔOD大于0.05nm-1,能够使遮光层为55nm以下。并且,在ΔOD为0.06nm-1以上的遮光层中,能够使氮的含量为36%原子百分比以下,使遮光层的膜厚为50nm以下。并且,在ΔOD为0.07nm-1以上的遮光层中,能够使氮的含量为25%原子百分比以下,使遮光层的膜厚为43nm以下。另外,在ΔOD为0.075nm-1以上的遮光层中,能够使氮的含量为14%原子百分比以下,使遮光层的膜厚为40nm以下。

    并且,为了确保由遮光膜及蚀刻掩模膜构成的叠层膜的片电阻值,对于ΔOD大于0.05nm-1的遮光层,优选使钼的含量多于25%原子百分比,对于ΔOD为0.06nm-1以上的遮光层,优选使钼的含量为24%原子百分比以上,对于ΔOD为0.07nm-1以上的遮光层,优选使钼的含量为17%原子百分比以上,对于ΔOD为0.075nm-1以上的遮光层,优选使钼的含量为9%原子百分比以上。

    如果由MoSi膜或者MoSiN膜构成的遮光层的钼含量比较多,则存在耐药性和耐清洗性(尤其是碱清洗和温水清洗)下降的问题。因此,优选MoSi膜或者MoSiN膜中的钼含量是能够确保在被用作光掩模时所需的最低限度的耐药性和耐清洗性的含量,即40%原子百分比以下。并且,如根据图19及图20所明确的那样,由MoSi膜或者MoSiN膜构成的遮光层的遮光性能在增加钼含量时,在达到预定值时即达到顶点。由于钼是稀有金属,所以从成本方面考虑,也优选将钼含量设为40%原子百分比以下。

    根据本发明的上述结构,即,根据遮光层为MoSi膜或者MoSiN膜、钼含量为9%原子百分比以上40%原子百分比以下的结构,能够获得以下的作用效果。

    (A)通过遮光层的薄膜化(通过遮光膜的薄膜化实现的转印图案的薄膜化),能够获得下面的作用效果。

    a)能够防止清洗掩模时的转印图案歪斜。

    b)通过遮光层的薄膜化,转印图案的侧壁高度变低,尤其是侧壁高度方向的图案精度提高,能够提高CD精度(尤其是线性)。

    c)关于尤其是在高NA(液浸)时代中使用的光掩模,为了应对遮光现象(shading)而需要使转印图案减薄(降低掩模图案的侧壁高度),能够应对这种需求。

    (B)在遮光层的Mo含量在本发明的范围内时,能够获得下面的作用效果。

    1)针对本发明的范围之外的成分,采用氟系气体进行的干蚀刻的蚀刻速度相对较快。

    2)与遮光层的钼含量小于9%原子百分比的情况相比,能够确保在电子线描绘曝光中所需要的导电性。

    在本发明中,优选所述蚀刻掩模膜除了铬之外,还含有氮及氧中至少一方、以及碳(结构4)。在蚀刻掩模膜含有碳的情况下,能够提高在利用氟系气体对遮光膜进行蚀刻时的耐蚀性。并且,虽然本发明构成为在遮光膜中获得导电性,但通过使蚀刻掩模膜中含有碳,也能够提高蚀刻掩模膜的导电性,能够使薄膜整体的片电阻值更低。并且,优选蚀刻掩模膜的碳含量为5%原子百分比以上20%原子百分比以下。在碳为20%原子百分比以下的情况下,在蚀刻掩模膜中能够获得本发明所需要的蚀刻速率。

    在本发明中,优选所述蚀刻掩模膜的铬含量为35%原子百分比以下,并且含有氮及氧中至少一方(结构3)。随着氧化的进行,Cr系材料对于氯系气体的蚀刻速率提高。另外,虽然不像氧化时那样高,但是随着氮化的进行,Cr系材料对于氯系气体的蚀刻速率也提高。因此,不仅仅单纯地将蚀刻掩模膜的铬含量设为35%原子百分比以下,还优选高度氧化、高度氮化。优选蚀刻掩模膜的氧及氮的合计含量为40%原子百分比以上,更优选50%原子百分比以上。在蚀刻掩模膜的氧及氮的合计含量为40%原子百分比以上的情况下,能够容易地获得所要求的CD均匀性。

    并且,在把抗蚀剂图案作为掩模来对Cr系材料膜进行干蚀刻的情况下,根据转印图案的疏密程度,产生全面负载(global?loading)现象。在形成抗蚀剂图案时,在Cr系材料膜上的抗蚀剂被覆率较高的区域(Cr系材料膜的露出率较低的区域,例如图案比较稀疏的区域)中,由于蚀刻气体中的氧等离子在抗蚀剂中消耗的消耗率升高等原因,消耗量相对增多,产生Cr系材料膜的蚀刻速率相对变慢的趋势。另一方面,在Cr系材料膜上的抗蚀剂被覆率较低的区域(Cr系材料膜的露出率较高的区域,例如图案比较密集的区域)中,蚀刻气体中的氧等离子的消耗率相对减少,产生Cr系材料膜的蚀刻速率相对变快的趋势。这种现象是Cr系材料膜共同存在的问题,也可以说同样存在于Cr系蚀刻掩模膜中。

    在使用在遮光膜的上表面具有Cr系蚀刻掩模膜的光掩模坯体,制作疏密差异较大的转印图案的光掩模的情况下,这种全面负载现象表现得更明显,蚀刻掩模膜的转印图案的CD均匀性变差,并且将该蚀刻掩模膜的转印图案作为掩模进行蚀刻而形成的遮光膜的转印图案的CD均匀性也变差。为了减少这种全面负载现象,通过使Cr系蚀刻掩模膜中含有较多的氧,能够控制蚀刻速率差异的产生。通过将蚀刻掩模膜中的氧的含量设为20%原子百分比以上,能够减少全面负载现象,在设为30%原子百分比以上时,其效果更明显。优选所述蚀刻掩模膜利用以氧碳氮化铬(CrOCN)、氧碳化铬(CrOC)、氧氮化铬(CrON)、氮化铬(CrN)中任意一种为主成分的材料形成。

    另外,从改善膜的缺陷质量的方面考虑,优选氧碳氮化铬、氧碳化铬。并且,从应力的控制性(能够形成低应力膜)的方面考虑,优选氧碳氮化铬(CrOCN)。

    蚀刻掩模膜的膜构造大多是由上述膜材料构成的单层,但也能够形成多层构造。并且,在多层构造中,能够实现分阶段地利用不同的成分形成的多层构造、和成分连续变化的膜构造。

    在本发明中,优选所述蚀刻掩模膜是氧碳氮化铬或者氧碳化铬,使用铬靶标,使用至少包含“CO2气体、N2气体及稀有气体”或者“CO2气体及稀有气体”的混合气体(选择迟滞较小的气体),而且在从金属模式向反应模式过渡开始前后的条件下或者接近反应模式进行成膜。

    这是因为在DC溅射中能够稳定地制作蚀刻速率较快的膜。

    具体地讲,如图3所示,在DC溅射中,在形成有等离子的状态下,确认纵轴的电压[V](对应于成膜速率)与横轴示出的各种气体的流量之间的关系。

    图3示出了将横轴表示的各种气体的流量从0增加到50sccm的情况(去程路径)、与从50减少到0sccm的情况(回程路径)不一致、即所谓迟滞。

    金属模式指保持高电压(例如330~350V)的区域(利用Ar对Cr进行离子溅射的区域),转移区域指电压骤降的区域,反应模式指骤降的电压骤降后的区域(保持骤降后的电压290~310V的区域)(气体被激活而表现出反应性的区域)。

    金属模式在图3(1)中是指0~30sccm的区域,在图3(2)中是指0~25sccm的区域,在图3(3)中是指0~32sccm的区域。

    转移区域在图3(1)中是指增加模式时的35~50sccm的区域,在图3(2)中是指增加模式时的35~50sccm的区域,在图3(3)中是指增加模式时的43~50sccm的区域。

    反应区域在图3(1)中是指减少模式时的50~35sccm的区域,在图3(2)中是指减少模式时的50~35sccm的区域,在图3(3)中是指减少模式时的48~32sccm的区域。

    在金属模式时成膜氧化度、氮化度非常低的铬,在反应模式时成膜氧化度、氮化度较高的铬,在金属模式与反应模式之间的中间模式时(金属模式与反应模式之间的转移区域),由于条件不稳定,所以通常不使用。

    使铬氧化、氮化的气体有各种类型,但在如图3(3)所示使用迟滞较大的气体(NO气体+稀有气体)的情况下,利用DC溅射使氧化、氮化的铬在反应模式下稳定而低缺陷地成膜是很困难的。在使用O2气体+稀有气体的情况下也同样。

    与此相对,在如图3(1)和图3(2)所示使用迟滞较小的气体的情况下(在图3(1)中是使用“CO2气体+稀有气体”,在图3(2)中是使用“CO2气体+N2气体+稀有气体”),能够利用DC溅射使氧化、氮化的铬在反应模式下(在图3(1)中是指40~30sccm的减少模式的区域,在图3(2)中是指35~25sccm的减少模式的区域)稳定而低缺陷地成膜,而且所得到的氧化、氮化的铬能够制作蚀刻速率较快的膜。尤其是在图3(1)和图3(2)所示的流量35sccm附近的增加模式和减少模式稍微偏离的部位(条件)、即在相当于从金属模式开始进入反应模式的条件(开始从金属模式向反应模式过渡前后(正要过渡)的条件)下进行成膜,由此能够通过DC溅射稳定而低缺陷地制作相比其它条件蚀刻速率相对较快的氧化、氮化的铬膜。

    在本发明中包括下述方式(结构5):

    所述蚀刻掩模膜是使用形成于其上的膜厚100nm以下的抗蚀剂膜进行加工而成的,

    所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上20nm以下,

    所述遮光膜的膜厚为60nm以下。

    这是因为与上述(2)及(4)相关联(即,与缩短Cr系蚀刻掩模膜的蚀刻时间相关联),从降低抗蚀剂图案的LER方面考虑,在所述抗蚀剂膜的膜厚为100nm以下的情况下,优选Cr系蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上20nm以下,而且遮光膜的膜厚为60nm以下。

    在本发明中包括下述方式(结构6):

    所述抗蚀剂膜的膜厚为75nm以下,而且所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上15nm以下。

    这是因为与上述(2)及(4)相关联(即,与缩短Cr系蚀刻掩模膜的蚀刻时间相关联),从降低抗蚀剂图案的LER方面考虑,在所述抗蚀剂膜的膜厚为75nm以下的情况下,优选Cr系蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上15nm以下。

    在本发明中包括下述方式(结构7):

    所述抗蚀剂膜的膜厚为65nm以下,而且所述蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上10nm以下。

    这是因为与上述(2)及(4)相关联(即,与缩短Cr系蚀刻掩模膜的蚀刻时间相关联),从降低抗蚀剂图案的LER方面考虑,在所述抗蚀剂膜的膜厚为65nm以下的情况下,优选Cr系蚀刻掩模膜的膜厚为5nm以上10nm以下。

    在本发明中包括下述方式(结构8):

    所述遮光层利用由钼及硅构成的材料、或者由钼、硅及氮构成的材料形成。

    在本发明中包括下述方式:

    所述遮光膜从透光性基板侧起由至少3层构成,这3层包括低反射层、形成于该低反射层上并与其接触的遮光层、和形成于该遮光层上与其接触的防反射层,

    所述遮光层是由钼及硅构成的材料,钼的含量为9%原子百分比以上、40%原子百分比以下,

    所述防反射层由包括钼及硅、和氧及氮中至少一方的材料构成,

    所述低反射层由包括钼及硅、和氧及氮中至少一方的材料构成。

    根据上述的结构,能够防止遮光膜的正面侧及背面侧(透光性基板侧)的反射(例如30%以下)。

    在本发明中,由钼及硅构成的遮光层(MoSi膜)是指实质上由钼及硅构成的遮光层(包括实质上不包含氧和氮等的金属性的膜、由硅化钼金属构成的膜)。在这样实质上不包含氧和氮的情况下,包括在能够获得本发明的作用效果的范围(氧、氮在遮光层的成分中都不到5%原子百分比)内包含这些元素的情况。从遮光性能方面考虑,本来优选在遮光层中不包含这些元素。但是,在成膜处理的阶段和光掩模制造处理等中这些元素往往作为杂质混入,所以在对遮光性能的下降不产生实质性的影响的范围内是允许的。并且,在不会破坏上述特性、作用效果的范围内,由MoSi膜构成的遮光层也可以包含其它元素(碳、氦、氢、氩、氙等)。

    在本发明中,优选由MoSi膜构成的遮光层的层厚度为24nm以上,更优选27nm以上。并且,优选层厚度小于40nm,更优选在35nm以下。另外,在本发明中,为了确保遮光膜的导电性,优选遮光层在遮光膜中所占的比率为0.4以上0.6以下。

    并且,在本发明中包括下述方式(结构9):

    所述遮光膜从透光性基板侧起由两层构成,这两层包括遮光层、和形成于该遮光层上并与其接触的防反射层,

    所述遮光层是由钼、硅及氮构成的材料,钼的含量为9%原子百分比以上40%原子百分比以下,

    所述防反射层由包含钼及硅、和氧及氮中至少一方的材料形成。

    根据上述的结构,能够防止遮光膜的正面侧及背面侧(透光性基板侧)的反射(例如30%以下)。

    在本发明中,由钼、硅及氮构成的遮光层(MoSiN膜)是指实质上由钼和硅和氮构成的遮光层(包括由硅化钼化合物构成的膜)。在膜中实质上不包含氧的情况下,出于和上述MoSi膜相同的原因,包括在能够获得本发明的作用效果的范围(遮光层中的氧成分小于5%原子百分比)内含有氧的情况。并且,在不会破坏上述的特性、作用效果的范围内,由MoSiN膜构成的遮光层也可以包含其它元素(碳、氦、氢、氩、氙等)。

    在遮光层含有氮的情况下,能够使遮光层具有防止背面反射的功能,能够使遮光膜形成为两层构造。并且,与遮光层不含氮的MoSi膜相比,能够使遮光层的蚀刻速率变慢。因此,与具有由MoSi膜构成的遮光层的3层构造的遮光膜相比,能够消除防反射层与遮光层的蚀刻速率差异,因而能够使图案的截面形状良好。优选MoSiN膜中的氮的含量小于40%原子百分比。在氮的含量小于40%原子百分比的情况下,能够使遮光层的膜厚变薄,能够使遮光膜为60nm以下。

    在本发明中,优选由MoSiN膜构成的遮光层的层厚度为36nm以上,更优选42nm以上。并且,优选层厚度为55nm以下,更优选52nm以下。另外,为了确保遮光膜的导电性,优选由MoSiN膜构成的遮光层在遮光膜中所占的比率为0.6以上0.9以下。

    在本发明中,遮光层能够根据Ar(氩气)压力和He(氦气)压力、加热处理自由控制拉伸应力和压缩应力。例如,通过进行使遮光层的膜应力成为拉伸应力的控制,取得与防反射层(例如MoSiON)的压缩应力之间的调和。即,能够抵消构成遮光膜的各个层的应力,能够尽量降低遮光膜的膜应力(能够实现实质上为零)。

    本发明的防反射层包括钼及硅、和氧及氮中至少一方。关于防反射层可以列举MoSiON、MoSiO、MoSiN、MoSiOC、MoSiOCN等。其中,从耐药性、耐热性方面考虑,优选MoSiO、MoSiON,从坯体缺陷质量方面考虑,优选MoSiON。

    在本发明中,在作为防反射层的MoSiON、MoSiO、MoSiN、MoSiOC、MoSiOCN等中的Mo较多时,耐清洗性、尤其是针对碱(氨水等)和温水的耐性降低。从这方面考虑,优选尽量减少作为防反射层的MoSiON、MoSiO、MoSiN、MoSiOC、MoSiOCN等中的Mo。

    并且,已经得知的是,在以应力控制为目的而在高温下进行加热处理(退火)时,如果Mo的含量较多,将发生膜表面泛白变模糊(白浊)的现象。这被认为是由于MoO析出到表面上而造成的。从避免这种现象的方面考虑,在作为防反射层的MoSiON、MoSiO、MoSiN、MoSiOC、MoSiOCN等中,优选防反射层中的Mo的含量小于10%原子百分比。但是,在Mo含量过少的情况下,DC溅射时的异常放电变得显著,缺陷产生频度增加。因此,优选Mo的含量在能够进行正常溅射的范围内。也存在利用其它成膜技术,在不含有Mo的状态下进行成膜的情况。

    在本发明中,从上述的耐清洗性及加热处理的方面考虑,Mo的含量较少时比较好,所以优选防反射层中的钼和硅的含有比率为1∶6以上,更优选1∶16以上,更优选1∶20以上。

    并且,在反复使用光掩模时,由于大气中的氧(O2)和水(H2O)、大气中的氧(O2)与ArF准分子激光反应而产生的臭氧(O3)等,与构成遮光膜的Si和Mo进行反应,在遮光膜上形成变质层。因此,从耐光性方面考虑,为了尽力减少遮光膜的Mo含量,优选防反射层中的钼和硅的含有比率为上述的比率。

    并且,虽然为了获得预定的表面反射率而优选对防反射层进行氧化,但是在这种情况下防反射层的蚀刻时间存在变长的趋势。因此,通过减少防反射层的Mo含量,在将Cr系蚀刻掩模膜作为掩模对遮光膜进行蚀刻时,能够缩短防反射层的蚀刻时间。

    另外,在防反射层含有氮及/或氧的情况下,氮与氧的合计含量为30%原子百分比以上,优选45%原子百分比以上。从遮光膜整体的薄膜化方面考虑时,优选防反射层中的氮与氧的合计含量为60%原子百分比以下。

    在本发明中,优选防反射层的层厚度为5nm~20nm,更优选7nm~15nm。

    在本发明中,优选蚀刻掩模膜是在制作光掩模时被去除的膜(结构10)。由于遮光膜自身具有防反射功能,所以在制作光掩模时,能够在最后将遮光膜上的蚀刻掩模膜剥离。

    在本发明中,优选Cr系蚀刻掩模膜的干蚀刻采用由氯气或者包含氯气和氧气的混合气体构成的干蚀刻气体。其原因是使用上述干蚀刻气体对由含有铬和氧、氮等元素的材料构成的Cr系蚀刻掩模膜进行干蚀刻,由此能够提高干蚀刻速度,能够缩短干蚀刻时间,能够形成截面形状良好的遮光膜图案。作为干蚀刻气体中采用的氯系气体,例如,可以列举Cl2、SiCl4、HCl、CCl4、CHCl3等。

    在本发明中,MoSi系遮光膜的干蚀刻能够采用例如SF6、CF4、C2F6、CHF3等氟系气体、这些氟系气体与He、H2、N2、Ar、C2H4、O2等的混合气体,或者Cl2、CH2Cl2等氯系气体、或者这些氯系气体与He、H2、N2、Ar、C2H4等的混合气体。

    在本发明中,作为基板可以列举合成石英基板、CaF2基板、碱石灰玻璃基板、无碱玻璃基板、低热膨胀玻璃基板、铝硅酸盐玻璃基板等。

    本发明的光掩模坯体包括具有形成于蚀刻掩模膜上的抗蚀剂膜的方式(结构11)。

    本发明的光掩模是使用上述本发明的光掩模坯体制作的(结构12)。

    因此,能够获得与上述结构1~10记述的方式相同的效果。

    本发明的光掩模的制造方法(结构13)包括:

    准备上述本发明的光掩模坯体,

    将形成于所述蚀刻掩模膜上的抗蚀剂图案作为掩模,使用含有氧的氯系气体对所述蚀刻掩模膜进行干蚀刻,由此进行图案转印,

    将所述蚀刻掩模膜上形成的图案作为掩模,使用氟系气体对所述遮光膜进行干蚀刻,由此进行图案转印,

    在向所述遮光膜转印图案后,使用含有氧的氯系气体进行干蚀刻,由此去除所述蚀刻掩模膜(结构13)。

    因此,能够获得与上述结构1~10记述的方式相同的效果。

    本发明的半导体器件的制造方法是通过转印上述本发明的光掩模的图案而进行的(结构14)。

    在本发明中,光掩模坯体包括不利用相移效应的二值(binary)型光掩模坯体、带抗蚀剂膜的坯体。并且,光掩模坯体包括在透光性基板和遮光膜之间具有相移膜的半色调(half?tone)型相移光掩模坯体。相移膜可以是与过去相同的结构,例如,利用由MoSiN和MoSiON等构成的材料形成。另外,也可以在透光性基板与遮光膜之间、或者相移膜与遮光膜之间,设置相对于遮光膜和相移膜具有耐蚀性的阻蚀膜。当阻蚀膜与蚀刻掩模膜同样地采用Cr系材料膜形成时,在对阻蚀膜进行蚀刻时能够同时将蚀刻掩模膜剥离,因而是优选方式。

    在本发明中,光掩模包括不利用相移效应的二值型光掩模、以及利用相移效应的相移掩模中的半色调型相移掩模、Levenson型相移掩模、增强掩模(enhancer?mask)。光掩模包括中间掩模。

    在本发明中,采用波长200nm以下的曝光光的光掩模包括ArF准分子激光曝光用的光掩模。

    下面示出本发明的实施例及比较例。另外,各个实施例、比较例中的遮光膜和蚀刻掩模膜等各个膜是利用溅射法作为成膜方法,并利用DC磁控管溅射装置作为溅射装置进行成膜的。但是,在实施本发明时,不限于这种成膜方法和成膜装置,也可以利用RF磁控管溅射装置等其它方式的溅射装置。

    实施例(1-1)

    (光掩模坯体的制作)

    使用尺寸为6英寸见方、厚度为0.25英寸的合成石英基板作为透光性基板1,在透光性基板1上分别形成MoSiON膜11(背面防反射层)、MoSi(遮光层)12、MoSiON膜(正面防反射层)13,作为遮光膜10(图1)。

    具体地讲,使用Mo∶Si=21∶79(原子百分比)的靶标,将Ar和O2和N2和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶O2∶N2∶He=5∶4∶49∶42),将DC电源的功率设为3.0kW,形成了膜厚7nm的由钼、硅、氧、氮构成的膜(Mo:0.3%原子百分比,Si:24.6%原子百分比,O:22.5%原子百分比,N:52.6%原子百分比),

    然后,使用Mo∶Si=21∶79(原子百分比)的靶标,将Ar设为溅射气压0.1Pa,将DC电源的功率设为2.0kW,形成了膜厚30nm的由钼及硅构成的膜(Mo:21.0%原子百分比,Si:79%原子百分比),

    然后,使用Mo∶Si=4∶96(原子百分比)的靶标,将Ar和O2和N2和He设为溅射气压0.1Pa(气体流量比为Ar∶O2∶N2∶He=6∶5∶11∶16),将DC电源的功率设为3.0kW,形成了膜厚15nm的由钼、硅、氧、氮构成的膜(Mo:1.6%原子百分比,Si:38.8%原子百分比,O:18.8%原子百分比,N:40.8%原子百分比)。遮光膜10的合计膜厚为52nm。遮光膜10的光学浓度(OD)在ArF准分子激光曝光光的波长193nm时是3。

    然后,在450℃下对上述基板进行30分钟加热处理(退火处理)。

    然后,在遮光膜10上形成蚀刻掩模膜20(图1)。具体地讲,使用铬靶标,将Ar和CO2和N2和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶CO2∶N2∶He=21∶37∶11∶31),将DC电源的功率设为1.8kW,把电压设为334V,在开始从金属模式向反应模式过渡前后(正要过渡)的条件(CO2流量约为37sccm)下进行成膜(参照图3(2)),形成了膜厚5nm的CrOCN膜(Cr:33%原子百分比,O:38.9%原子百分比,C:11.1%原子百分比,N:17%原子百分比)。此时,在比所述MoSi遮光膜的退火处理温度低的温度下对CrOCN膜进行退火,由此在不对MoSi遮光膜的膜应力产生影响的情况下,调整为尽量降低CrOCN膜的应力(优选膜应力实质上为零)。

    通过上述步骤,得到形成了ArF准分子激光曝光用的遮光膜的光掩模坯体。

    另外,薄膜的元素分析采用了卢瑟福背散射分析法。在下面的实施例、比较例中同样采用该方法。

    (光掩模的制作)

    在光掩模坯体的蚀刻掩模膜20上,利用旋涂法涂布膜厚100nm的电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)(图1、图2(1))。

    然后,使用电子线描绘装置对抗蚀剂膜50描绘预期的图案(40nm、45nm、50nm、55nm、60nm的线与间隔(line?and?space)),然后利用预定的显影液进行显影,形成抗蚀剂图案50a(图2(2))。

    然后,把抗蚀剂图案50a作为掩模,进行蚀刻掩模膜20的干蚀刻(图2(3))。采用Cl2与O2的混合气体(Cl2∶O2=4∶1)作为干蚀刻气体。

    然后,利用药液剥离并去除残留的抗蚀剂图案50a。

    然后,将蚀刻掩模膜图案20a作为掩模,利用SF6与He的混合气体,对遮光膜10进行干蚀刻,形成遮光膜图案10a(图2(4))。

    然后,利用Cl2与O2的混合气体,通过干蚀刻对蚀刻掩模膜图案20a进行剥离(图2(5)),再实施预定的清洗,得到光掩模100。

    在该光掩模的制作示例中,在形成蚀刻掩模膜图案20a后,剥离去除抗蚀剂图案50a,这是因为当在后续工艺中在遮光膜10上形成遮光膜图案10a时,如果掩模图案的侧壁高度(=蚀刻掩模膜图案20a的侧壁高度)比较低,则能够使CD精度更高,使微负载更小,使加工精度更加良好。另外,在制作不要求这种程度的加工精度的光掩模的情况下、或者需要使蚀刻掩模膜也具有对曝光光的防反射作用的情况下,也可以在形成了遮光膜图案10a后,剥离去除抗蚀剂图案50a。

    图4示出了在实施例(1-1)中使用的光掩模坯体的结构(遮光膜、蚀刻掩模膜、抗蚀剂膜的材料及膜厚等特性)。并且,图4示出了在实施例(1-1)中使用的光掩模坯体的加工特性(蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚、遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚、CD线性、CD均匀性、抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER(Line?EdgeRoughness)、抗蚀剂歪斜等)、蚀刻掩模膜的LER(Line?Edge?Roughness)、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-2)

    实施例(1-2)相对于实施例(1-1),将作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜的膜厚从5nm变为10nm,除此之外与实施例(1-1)相同。

    图4示出了在实施例(1-2)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-3)

    实施例(1-3)相对于实施例(1-1),将作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜的膜厚从5nm变为15nm,除此之外与实施例(1-1)相同。

    图4示出了在实施例(1-3)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-4)

    实施例(1-4)相对于实施例(1-1),将作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜的膜厚从5nm变为20nm,除此之外与实施例(1-1)相同。

    图4示出了在实施例(1-4)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-5)~(1-8)

    实施例(1-5)~(1-8)相对于实施例(1-1)~(1-4),将作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜变更为CrOC膜,并在下述条件下进行成膜,将CrOC膜中的Cr含量设为35%原子百分比,除此之外与实施例(1-1)~(1-4)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrOC膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和CO2和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶CO2∶He=18∶40∶32),将DC电源的功率设为1.8kW,将电压设为343V,在开始从金属模式向反应模式过渡前后(正要过渡)的条件(CO2流量约为40sccm)下进行成膜(参照图3(1)),形成了各个膜厚为5nm、10nm、15nm、20nm的CrOC膜(膜中的Cr含量:35%原子百分比)。

    图4示出了在实施例(1-5)~(1-8)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-9)~(1-12)

    实施例(1-9)~(1-12)相对于实施例(1-1)~(1-4),将作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜变更为CrON膜,并在下述条件下进行成膜,除此之外与实施例(1-1)~(1-4)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrON膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和NO设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶NO∶He=18∶80∶32),将DC电源的功率设为1.8kW,将电压设为295V,在反应模式下进行成膜(参照图3(3)),形成了各个膜厚为5nm、10nm、15nm、20nm的CrON膜(膜中的Cr含量:35%原子百分比)。

    图5示出了在实施例(1-9)~(1-12)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    参考例(1-13)~(1-16)

    参考例(1-13)~(1-16)相对于实施例(1-1)~(1-4),将作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜变更为CrN膜,并在下述条件下进行成膜,除此之外与实施例(1-1)~(1-4)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和N2设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶N2=10∶60),将DC电源的功率设为2.0kW,将电压设为350V,在反应模式下进行成膜,形成了各个膜厚为5nm、10nm、15nm、20nm的CrN膜(膜中的Cr含量:50%原子百分比)。

    图5示出了在参考例(1-13)~(1-16)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-17)

    实施例(1-17)相对于实施例(1-1),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12进行成膜,并改变MoSi(遮光层)12的膜厚,改变MoSi(遮光层)12中的Si含量,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSi(遮光层)12使用Mo∶Si=9∶91(原子百分比)的靶标,将Ar设为溅射气压0.1Pa,将DC电源的功率设为2.0kW,形成了膜厚为34nm的由钼及硅构成的膜(Mo:9%原子百分比,Si:91%原子百分比),遮光膜10的合计膜厚为56nm。

    图6示出了在实施例(1-17)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-18)

    实施例(1-18)相对于实施例(1-1),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12进行成膜,并改变MoSi(遮光层)12的膜厚,改变MoSi(遮光层)12中的Si含量,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSi(遮光层)12使用Mo∶Si=15∶85(原子百分比)的靶标,将Ar设为溅射气压0.1Pa,将DC电源的功率设为2.0kW,形成了膜厚为31nm的由钼及硅构成的膜(Mo:15%原子百分比,Si:85%原子百分比),遮光膜10的合计膜厚为53nm。

    图6示出了在实施例(1-18)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-19)

    实施例(1-19)相对于实施例(1-1),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12进行成膜,并改变MoSi(遮光层)12的膜厚,改变MoSi(遮光层)12中的Si含量,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSi(遮光层)12使用Mo∶Si=1∶2(原子百分比)的靶标,将Ar设为溅射气压0.1Pa,将DC电源的功率设为2.0kW,形成了膜厚为29nm的由钼及硅构成的膜(Mo:33%原子百分比,Si:67%原子百分比),遮光膜10的合计膜厚为51nm。

    图6示出了在实施例(1-19)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-20)

    实施例(1-20)相对于实施例(1-1),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12进行成膜,并改变MoSi(遮光层)12的膜厚,改变MoSi(遮光层)12中的Si含量,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSi(遮光层)12使用Mo∶Si=40∶60(原子百分比)的靶标,将Ar设为溅射气压0.1Pa,将DC电源的功率设为2.0kW,形成了膜厚为30nm的由钼及硅构成的膜(Mo:40%原子百分比,Si:60%原子百分比),遮光膜10的合计膜厚为52nm。

    图6示出了在实施例(1-20)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-21)

    实施例(1-21)相对于实施例(1-1),对于遮光膜10不形成MoSiON膜11(背面防反射层),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12及MoSiON膜(正面防反射层)13进行成膜,将MoSi(遮光层)12变更为MoSiN(遮光层)12,并改变其膜厚及膜中的Si含量,改变MoSiON膜(正面防反射层)13的膜厚,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSiN(遮光层)12形成为膜厚52nm的由钼、硅、氮构成的膜(Mo:9%原子百分比,Si:72.8%原子百分比,N:18.2%原子百分比)。

    遮光膜10中的MoSiON膜(正面防反射层)13形成为膜厚8nm的由钼、硅、氧、氮构成的膜(Mo:1.6%原子百分比,Si:38.8%原子百分比,O:18.8%原子百分比,N:40.8%原子百分比)。

    遮光膜10的合计膜厚为60nm。遮光膜10的光学浓度(OD)在ArF准分子激光曝光光的波长193nm时是3。

    图6示出了在实施例(1-21)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-22)

    实施例(1-22)相对于实施例(1-1),对于遮光膜10不形成MoSiON膜11(背面防反射层),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12及MoSiON膜(正面防反射层)13进行成膜,将MoSi(遮光层)12变更为MoSiN(遮光层)12,并改变其膜厚及膜中的Si含量,改变MoSiON膜(正面防反射层)13的膜厚,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSiN(遮光层)12形成为膜厚50nm的由钼、硅、氮构成的膜(Mo:18%原子百分比,Si:63.8%原子百分比,N:18.2%原子百分比)。

    遮光膜10中的MoSiON膜(正面防反射层)13形成为膜厚10nm的由钼、硅、氧、氮构成的膜(Mo:1.6%原子百分比,Si:38.8%原子百分比,O:18.8%原子百分比,N:40.8%原子百分比)。

    遮光膜10的合计膜厚为60nm。遮光膜10的光学浓度(OD)在ArF准分子激光曝光光的波长193nm时是3。

    图6示出了在实施例(1-22)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-23)

    实施例(1-23)相对于实施例(1-1),对于遮光膜10不形成MoSiON膜11(背面防反射层),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12及MoSiON膜(正面防反射层)13进行成膜,将MoSi(遮光层)12变更为MoSiN(遮光层)12,并改变其膜厚及膜中的Si含量,改变MoSiON膜(正面防反射层)13的膜厚,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSiN(遮光层)12形成为膜厚45nm的由钼、硅、氮构成的膜(Mo:30%原子百分比,Si:51.8%原子百分比,N:18.2%原子百分比)。

    遮光膜10中的MoSiON膜(正面防反射层)13形成为膜厚15nm的由钼、硅、氧、氮构成的膜(Mo:1.6%原子百分比,Si:38.8%原子百分比,O:18.8%原子百分比,N:40.8%原子百分比)。

    遮光膜10的合计膜厚为60nm。遮光膜10的光学浓度(OD)在ArF准分子激光曝光光的波长193nm时是3。

    图6示出了在实施例(1-23)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-24)

    实施例(1-24)相对于实施例(1-1),对于遮光膜10不形成MoSiON膜11(背面防反射层),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12及MoSiON膜(正面防反射层)13进行成膜,将MoSi(遮光层)12变更为MoSiN(遮光层)12,并改变其膜厚及膜中的Si含量,改变MoSiON膜(正面防反射层)13的膜厚,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSiN(遮光层)12形成为膜厚42nm的由钼、硅、氮构成的膜(Mo:40%原子百分比,Si:41.8%原子百分比,N:18.2%原子百分比)。

    遮光膜10中的MoSiON膜(正面防反射层)13形成为膜厚18nm的由钼、硅、氧、氮构成的膜(Mo:1.6%原子百分比,Si:38.8%原子百分比,O:18.8%原子百分比,N:40.8%原子百分比)。

    遮光膜10的合计膜厚为60nm。遮光膜10的光学浓度(OD)在ArF准分子激光曝光光的波长193nm时是3。

    图6示出了在实施例(1-24)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(1-25)

    实施例(1-25)相对于实施例(1-1),对于遮光膜10不形成MoSiON膜11(背面防反射层),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12及MoSiON膜(正面防反射层)13进行成膜,将MoSi(遮光层)12变更为MoSiN(遮光层)12,并改变其膜厚及膜中的Si含量,改变MoSiON膜(正面防反射层)13的膜厚,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-1)相同。

    遮光膜10中的MoSiN(遮光层)12形成为膜厚50nm的由钼、硅、氮构成的膜(Mo:14.7%原子百分比,Si:56.2%原子百分比,N:29.1%原子百分比)。

    遮光膜10中的MoSiON膜(正面防反射层)13形成为膜厚10nm的由钼、硅、氧、氮构成的膜(Mo:2.6%原子百分比,Si:57.1%原子百分比,O:15.9%原子百分比,N:24.4%原子百分比)。

    遮光膜10的合计膜厚为60nm。遮光膜10的光学浓度(OD)在ArF准分子激光曝光光的波长193nm时是3。

    图6示出了在实施例(1-25)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-1)~(2-12)、参考例(2-13)~(2-16)

    实施例(2-1)~(2-12)、参考例(2-13)~(2-16)相对于实施例(1-1)~(1-12)、参考例(1-13)~(1-16),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)变更为电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(SVL-08:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造),除此之外与实施例(1-1)~(1-12)、参考例(1-13)~(1-16)相同。

    图7及图8示出了在实施例(2-1)~(2-12)、参考例(2-13)~(2-16)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-17)

    实施例(2-17)相对于实施例(2-4),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜进行成膜,将CrOCN膜中的Cr含量设为40%原子百分比,除此之外与实施例(2-4)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和CO2和N2和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶CO2∶N2∶He=22∶33∶11∶33),将DC电源的功率设为1.8kW进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrOCN膜(膜中的Cr含量:40%原子百分比)。

    图9示出了在实施例(2-17)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-18)

    实施例(2-18)相对于实施例(2-4),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜进行成膜,将CrOCN膜中的Cr含量设为45%原子百分比,除此之外与实施例(2-4)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和CO2和N2和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶CO2∶N2∶He=23∶29∶12∶35),将DC电源的功率设为1.8kW进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrOCN膜(膜中的Cr含量:45%原子百分比)。

    图9示出了在实施例(2-18)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-19)

    实施例(2-19)相对于实施例(2-8),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrOC膜进行成膜,将CrOC膜中的Cr含量设为40%原子百分比,除此之外与实施例(2-8)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrOC膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和CO2和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶CO2∶He=15∶31∶23),将DC电源的功率设为1.8kW并进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrOC膜(膜中的Cr含量:40%原子百分比)。

    图9示出了在实施例(2-19)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-20)

    实施例(2-20)相对于实施例(2-8),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrOC膜进行成膜,将CrOC膜中的Cr含量设为45%原子百分比,除此之外与实施例(2-8)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrOC膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和CO2和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶CO2∶He=17∶29∶25),将DC电源的功率设为1.8kW进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrOC膜(膜中的Cr含量:45%原子百分比)。

    图9示出了在实施例(2-20)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-21)

    实施例(2-21)相对于实施例(2-12),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrON膜进行成膜,将CrON膜中的Cr含量设为40%原子百分比,除此之外与实施例(2-12)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrON膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和NO和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶NO∶He=15∶62∶23),将DC电源的功率设为1.8kW进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrON膜(膜中的Cr含量:40%原子百分比)。

    图9示出了在实施例(2-21)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-22)

    实施例(2-22)相对于实施例(2-12),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrON膜进行成膜,将CrON膜中的Cr含量设为45%原子百分比,除此之外与实施例(2-12)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrON膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和NO和He设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶NO∶He=17∶58∶25),将DC电源的功率设为1.8kW进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrON膜(膜中的Cr含量:45%原子百分比)。

    图9示出了在实施例(2-22)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-23)

    实施例(2-23)相对于参考例(2-16),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrN膜进行成膜,将CrN膜中的Cr含量设为40%原子百分比,除此之外与参考例(2-16)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和N2设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶N2=10∶80),将DC电源的功率设为2.0kW并进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrN膜(膜中的Cr含量:40%原子百分比)。

    图9示出了在实施例(2-23)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(2-24)

    实施例(2-24)相对于参考例(2-16),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrN膜进行成膜,将CrN膜中的Cr含量设为45%原子百分比,除此之外与参考例(2-16)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和N2设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶N2=10∶70),将DC电源的功率设为2.0kW进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrN膜(膜中的Cr含量:45%原子百分比)。

    图9示出了在实施例(2-24)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(3-1)~(3-12)、参考例(3-13)~(3-16)

    实施例(3-1)~(3-12)、参考例(3-13)~(3-16)相对于实施例(1-1)~(1-12)、参考例(1-13)~(1-16),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)的膜厚从100nm变为90nm,随之,抗蚀剂图案的线宽(40nm)与抗蚀剂膜的膜厚90nm之比(宽高比)变为1∶2.25,除此之外与实施例(1-1)~(1-12)、参考例(1-13)~(1-16)相同。

    图10及图11示出了在实施例(3-1)~(3-12)、参考例(3-13)~(3-16)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(3-17)~(3-24)

    实施例(3-17)~(3-24)相对于实施例(2-17)~(2-24),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(SVL-08:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)变更为电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50的膜厚设为90nm,随之,抗蚀剂图案的线宽(40nm)与抗蚀剂膜的膜厚90nm之比(宽高比)变为1∶2.25,除此之外与实施例(2-17)~(2-24)相同。

    图12示出了在实施例(3-17)~(3-24)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(4-1)~(4-9)、参考例(4-10)~(4-12)

    实施例(4-1)~(4-9)、参考例(4-10)~(4-12)相对于实施例(1-1)~(1-3)、实施例(1-5)~(1-7)、实施例(1-9)~(1-11)、参考例(1-13)~(1-15),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)的膜厚从100nm变为75nm,随之,抗蚀剂图案的线宽(40nm)与抗蚀剂膜的膜厚75nm之比(宽高比)变为1∶1.9,除此之外与实施例(1-1)~(1-3)、实施例(1-5)~(1-7)、实施例(1-9)~(1-11)、参考例(1-13)~(1-15)相同。

    图13及图14示出了在实施例(4-1)~(4-9)、参考例(4-10)~(4-12)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(4-13)~(4-20)

    实施例(4-13)~(4-20)相对于实施例(2-17)~(2-24),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(SVL-08:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)变更为电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50的膜厚设为75nm,随之,抗蚀剂图案的线宽(40nm)与抗蚀剂膜的膜厚75nm之比(宽高比)变为1∶1.9,将蚀刻掩模膜的膜厚设为15nm,除此之外与实施例(2-17)~(2-24)相同。

    图14示出了在实施例(4-13)~(4-20)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(5-1)~(5-6)、参考例(5-7)~(5-8)

    实施例(5-1)~(5-6)、参考例(5-7)~(5-8)相对于实施例(1-1)~(1-2)、实施例(1-5)~(1-5)、实施例(1-9)~(1-10)、参考例(1-13)~(1-14),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)的膜厚从100nm变为65nm,随之,抗蚀剂图案的线宽(40nm)与抗蚀剂膜的膜厚65nm之比(宽高比)变为1∶1.4,除此之外与实施例(1-1)~(1-2)、实施例(1-5)~(1-5)、实施例(1-9)~(1-10)、参考例(1-13)~(1-14)相同。

    图15示出了在实施例(5-1)~(5-6)、参考例(5-7)~(5-8)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    实施例(5-9)~(5-16)

    实施例(5-9)~(5-16)相对于实施例(2-17)~(2-24),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(SVL-08:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)变更为电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50的膜厚设为65nm,随之,抗蚀剂图案的线宽(40nm)与抗蚀剂膜的膜厚65nm之比(宽高比)变为1∶1.4,将蚀刻掩模膜的膜厚设为10nm,除此之外与实施例(2-17)~(2-24)相同。

    图16示出了在实施例(5-9)~(5-16)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例1~2

    比较例1相对于实施例(2-1),将作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜的膜厚从5nm变为4nm,除此之外与实施例(2-1)相同。

    比较例2相对于实施例(2-4),将作为蚀刻掩模膜20的CrOCN膜的膜厚从20nm变为30nm,除此之外与实施例(2-4)相同。

    图17示出了在比较例1~2中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例3~4

    比较例3相对于实施例(1-4),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(PRL009:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)的膜厚从100nm变为120nm,随之,抗蚀剂图案的线宽(40nm)与抗蚀剂膜的膜厚120nm之比(宽高比)变为1∶1.3,除此之外与实施例(1-4)相同。

    比较例4相对于实施例(2-4),将电子线描绘(曝光)用化学放大型正性抗蚀剂50(SVL-08:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ公司制造)的膜厚从100nm变为120nm,随之,抗蚀剂图案的线宽(40nm)与抗蚀剂膜的膜厚120nm之比(宽高比)变为1∶1.3,除此之外与实施例(2-4)相同。

    图17示出了在比较例3~4中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例5~7

    比较例5~7相对于参考例(2-14)~(2-16),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrN膜进行成膜,将CrN膜中的Cr含量从50%原子百分比变为90%原子百分比,除此之外与参考例(2-14)~(2-16)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和N2设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶N2∶He=18∶18∶32),将DC电源的功率设为1.8kW,将电压设为335V,在金属模式下进行成膜,形成了各个膜厚为10nm、15nm、20nm的CrN膜(膜中的Cr含量:90%原子百分比)。

    图17示出了在比较例5~7中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例8

    比较例8相对于参考例(1-16),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrN膜进行成膜,将CrN膜中的Cr含量从50%原子百分比变为90%原子百分比,除此之外与参考例(1-16)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和N2设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶N2∶He=18∶18∶32),将DC电源的功率设为1.8kW,将电压设为335V,在金属模式下进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrN膜(膜中的Cr含量:90%原子百分比)。

    图17示出了在比较例8中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例9

    比较例9相对于参考例(2-16),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrN膜进行成膜,将CrN膜中的Cr含量从50%原子百分比变为60%原子百分比,除此之外与参考例(2-16)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和N2设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶N2∶He=18∶24∶32),将DC电源的功率设为1.8kW,将电压设为338V,在金属模式下进行成膜,形成了膜厚为20nm的CrN膜(膜中的Cr含量:60%原子百分比)。

    图18示出了在比较例9中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例10

    比较例10相对于参考例(2-16),将作为蚀刻掩模膜20的CrN膜变更为Cr膜,并在下述条件下进行成膜,除此之外与参考例(2-16)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的Cr膜具体地讲使用铬靶标,将Ar设为溅射气压0.2Pa,将DC电源的功率设为1.8kW,将电压设为330V,在金属模式下进行成膜,形成了膜厚为20nm的、Cr膜中的Cr含量为100%原子百分比的纯铬。

    图18示出了在比较例10中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例11

    比较例11相对于参考例(1-16),将作为蚀刻掩模膜20的CrN膜变更为Cr膜,并在下述条件下进行成膜,除此之外与参考例(1-16)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的Cr膜具体地讲使用铬靶标,将Ar设为溅射气压0.2Pa,将DC电源的功率设为1.8kW,将电压设为330V,在金属模式下进行成膜,形成了膜厚为20nm的、Cr膜中的Cr含量为100%原子百分比的纯铬。

    图18示出了在比较例11中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例12

    比较例12相对于实施例(1-21),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi(遮光层)12进行成膜,并改变其膜厚及膜中的Si含量,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-21)相同。

    遮光膜10中的MoSiN(遮光层)12形成为膜厚62nm的由钼、硅、氮构成的膜(Mo:6%原子百分比,Si:75.8%原子百分比,N:18.2%原子百分比)。

    遮光膜10的合计膜厚为70nm。遮光膜10的光学浓度(OD)在ArF准分子激光曝光光的波长193nm时是3。

    图18示出了在比较例12中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例13

    比较例13相对于参考例(4-11),在下述条件下对作为蚀刻掩模膜20的CrN膜进行成膜,将CrN膜中Cr含量从50%原子百分比变为90%原子百分比,除此之外与参考例(4-11)相同。

    作为蚀刻掩模膜20的CrN膜具体地讲使用铬靶标,将Ar和N2设为溅射气压0.2Pa(气体流量比为Ar∶N2∶He?18∶18∶32),将DC电源的功率设为1.8kW,将电压设为335V,在金属模式下进行成膜,形成了膜厚为10nm的CrN膜(膜中的Cr含量:90%原子百分比)。

    图18示出了在比较例13中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    比较例14

    比较例14相对于实施例(1-17),在下述条件下对遮光膜10中的MoSi膜(遮光层)12进行成膜,并改变MoSi膜(遮光层)12的膜厚,改变MoSi膜(遮光层)12中的Si含量,改变遮光膜10的合计膜厚,除此之外与实施例(1-17)相同。

    遮光膜10中的MoSi膜(遮光层)12使用Mo∶Si=8∶92(原子百分比)的靶标,将Ar设为溅射气压0.1Pa,将DC电源的功率设为2.0kW,形成膜厚为38nm的由钼及硅构成的膜(Mo:8%原子百分比,Si:92%原子百分比),遮光膜10的合计膜厚为60nm。

    图18示出了在实施例(1-17)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性。

    (评价)

    在图4~图18中,在蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚残留50nm以上的情况下,抗蚀剂图案的LER不会变差,因而结果良好。并且,在遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚残留3.0nm以上的情况下,蚀刻掩模膜图案的LER不会变差,因而结果良好。

    关于CD线性及CD均匀性,分别将满足DRAM?hp32nm所要求的值的CD线性及CD均匀性设为良好。另外,关于CD均匀性,着重评价了由于蚀刻掩模膜的剥离而导致的变差程度。

    并且,将在电子线描绘曝光中要求的由遮光膜及蚀刻掩模膜构成的叠层膜的片电阻值为3.0kΩ/□以下的叠层膜设为良好。另外,片电阻值是根据4端子测定法测定的。

    在实施例(1-1)~(1-12)、参考例(1-13)~(1-16)、实施例(1-17)~(1-24)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大93.6nm(实施例1-9)~最小70.1nm(实施例1-16)的范围内变动,而且,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚在最小3.1nm(实施例1-21)~最大18.6nm(实施例1-4等)的范围内变动。

    在实施例(1-1)~(1-12)、参考例(1-13)~(1-16)、实施例(1-17)~(1-24)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(1-1)~(1-12)、实施例(1-17)~(1-24)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性及CD均匀性都良好。

    在参考例(1-13)~(1-16)中,叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,但蚀刻掩模膜中的Cr含量为50%原子百分比,比较高,针对氯系气体的蚀刻速率较慢,因此不能抑制微负载现象,蚀刻掩模膜也不容易剥离,CD线性及CD均匀性都不好。

    在实施例(2-1)~(2-12)、参考例(2-13)~(2-16)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大92.7nm(实施例2-9)~最小66.2nm(实施例2-16)的范围内变动,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚在最小3.6nm(实施例2-1等)~最大18.6nm(实施例2-4等)的范围内变动。

    在实施例(2-1)~(2-12)、参考例(2-13)~(2-16)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER)良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(2-1)~(2-12)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性及CD均匀性都良好。

    在参考例(2-13)~(2-16)中,叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,但蚀刻掩模膜中的Cr含量为50%原子百分比,比较高,针对氯系气体的蚀刻速率较慢,因此不能抑制微负载现象,蚀刻掩模膜也不容易剥离,CD线性及CD均匀性都不好。

    在实施例(2-17)~(2-24)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大70.3nm(实施例2-21)~最小66.5nm(实施例2-24)的范围内变动,而且,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚都是18.6nm。

    在实施例(2-17)~(2-24)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(2-17)~(2-24)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性良好,但是蚀刻掩模膜中的Cr含量为40%原子百分比、45%原子百分比,因而蚀刻掩模膜不容易剥离,CD均匀性不好。

    在实施例(3-1)~(3-12)、参考例(3-13)~(3-16)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大83.6nm(实施例3-9)~最小60.1nm(实施例3-16)的范围内变动,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚在最小3.6nm(实施例3-1等)~最大18.6nm(实施例3-4等)的范围内变动。

    在实施例(3-1)~(3-12)、参考例(3-13)~(3-16)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER)良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(3-1)~(3-12)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性以及CD均匀性都良好。

    在参考例(3-13)~(3-16)中,叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,但是蚀刻掩模膜中的Cr含量为50%原子百分比,比较高,针对氯系气体的蚀刻速率较慢,因此不能抑制微负载现象,而且,蚀刻掩模膜也不容易剥离,CD线性及CD均匀性都不好。

    在实施例(3-17)~(3-24)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大63.7nm(实施例3-21)~最小60.3nm(实施例3-24)的范围内变动,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚都是18.6nm。

    在实施例(3-17)~(3-24)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(3-17)~(3-24)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性良好,但是蚀刻掩模膜中的Cr含量为40%原子百分比、45%原子百分比,因而蚀刻掩模膜不容易剥离,CD均匀性不好。

    在实施例(4-1)~(4-9)、参考例(4-10)~(4-12)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大68.6nm(实施例4-7)~最小52.5nm(参考例4-12)的范围内变动,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚在最小3.6nm(实施例4-1等)~最大13.6nm(实施例4-3等)的范围内变动。

    在实施例(4-1)~(4-12)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(4-1)~(4-9)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性以及CD均匀性都良好。

    在参考例(4-10)~(4-12)中,叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,但是蚀刻掩模膜中的Cr含量为50%原子百分比,比较高,针对氯系气体的蚀刻速率较慢,因此不能抑制微负载现象,蚀刻掩模膜也不容易剥离,CD线性及CD均匀性都不好。

    在实施例(4-13)~(4-20)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大55.3nm(实施例4-17)~最小52.7nm(实施例4-20)的范围内变动,而且,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚都是13.6nm。

    在实施例(4-13)~(4-20)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(4-13)~(4-20)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性良好,但是蚀刻掩模膜中的Cr含量为40%原子百分比、45%原子百分比,因而蚀刻掩模膜不容易剥离,CD均匀性不好。

    在实施例(5-1)~(5-6)、参考例(5-7)~(5-8)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大58.6nm(实施例5-5)~最小50.3nm(参考例5-8)的范围内变动,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚在最小3.6nm(实施例5-1等)~最大8.6nm(实施例5-2等)的范围内变动。

    在实施例(5-1)~(5-6)、参考例(5-7)~(5-8)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER)良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(5-1)~(5-6)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性以及CD均匀性都良好。

    在参考例(5-7)~(5-8)中,叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,但是蚀刻掩模膜中的Cr含量为50%原子百分比,比较高,针对氯系气体的蚀刻速率较慢,因此不能抑制微负载现象,而且,蚀刻掩模膜也不容易剥离,CD线性及CD均匀性都不好。

    在实施例(5-9)~(5-16)中,蚀刻掩模膜的干蚀刻后的抗蚀剂膜厚在最大51.9nm(实施例5-13)~最小50.4nm(实施例5-16)的范围内变动,遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚都是8.6nm。

    在实施例(5-9)~(5-16)中,抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER、抗蚀剂歪斜等)良好,并且蚀刻掩模膜的LER良好,而且所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性小于40nm。

    在实施例(5-9)~(5-16)中,遮光膜自身的片电阻值以及叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,CD线性良好,但是蚀刻掩模膜中的Cr含量为40%原子百分比、45%原子百分比,因而蚀刻掩模膜不容易剥离,CD均匀性不好。

    比较例1

    比较例1虽然蚀刻掩模膜20是CrOCN膜(膜中的Cr含量为33%原子百分比),但是其膜厚为4nm,比较薄,导致遮光膜干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚薄至2.6nm,因而蚀刻掩模膜的LER)不好,并且在所得到的光掩模中未能实现遮光膜图案的解像性小于40nm。

    比较例2

    比较例2虽然蚀刻掩模膜20是CrOCN膜(膜中的Cr含量为33%原子百分比),但是其膜厚为30nm,比较厚,导致蚀刻掩模膜干蚀刻后的抗蚀剂膜的膜厚薄至49.6nm,因而抗蚀剂膜的解像性(小于40nm的LER)不好,并且在所得到的光掩模中未能实现遮光膜图案的解像性小于40nm。

    比较例3~4

    比较例3~4由于抗蚀剂50的膜厚为120nm,比较厚,宽高比为1∶1.3,比较大,所以产生抗蚀剂图案的歪斜,并且在所得到的光掩模中未能实现遮光膜图案的解像性小于40nm。

    比较例5~9、13

    比较例5~9、13的蚀刻掩模膜20是CrN膜,膜中的Cr含量超过50%原子百分比,高达60%、90%,针对氯系气体的蚀刻速率比较慢。因此,蚀刻掩模膜的干蚀刻时的抗蚀剂膜的消耗量较多,导致干蚀刻后的抗蚀剂膜的膜厚变薄,因而蚀刻掩模膜的LER)不好,并且在所得到的光掩模中未能实现遮光膜图案的解像性小于40nm。

    另外,比较例5~9、13虽然叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,但是由于蚀刻掩模膜中的Cr含量比较高,针对氯系气体的蚀刻速率比较慢,因而不能抑制微负载现象,并且蚀刻掩模膜也不容易剥离,CD线性及CD均匀性都不好。

    比较例10~11

    比较例10~11的蚀刻掩模膜20是Cr膜,膜中的Cr含量高达100,所以针对氯系气体的蚀刻速率比较慢。因此,蚀刻掩模膜的干蚀刻时的抗蚀剂膜的消耗量较多,导致干蚀刻后的抗蚀剂膜的膜厚变薄,因而蚀刻掩模膜的LER不好,并且在所得到的光掩模中未能实现遮光膜图案的解像性小于40nm。

    另外,比较例10~11虽然叠层膜的片电阻值满足3.0kΩ/□以下,但是由于蚀刻掩模膜中的Cr含量比较高,针对氯系气体的蚀刻速率比较慢,因而不能抑制微负载现象,并且蚀刻掩模膜也难以剥离,CD线性及CD均匀性都不好。

    比较例12

    在比较例12中,遮光膜10中的MoSiN(遮光层)12由于膜中的Mo含量为6%原子百分比,比较低,其膜厚为62nm,比较厚,遮光膜10的合计膜厚为70nm,也比较厚,所以在利用氟系气体进行遮光膜的干蚀刻时,蚀刻掩模膜接受物理蚀刻的时间变长。由于遮光膜的干蚀刻后的蚀刻掩模膜的膜厚薄至2.9nm,所以蚀刻掩模膜的LER不好,并且在所得到的光掩模中未能实现遮光膜图案的解像性小于40nm。

    另外,在比较例12、14中,遮光膜10中的MoSiN(遮光层)12由于膜中的Mo含量分别为6%原子百分比、8%原子百分比,都比较低,叠层膜的片电阻值不满足3.0kΩ/□以下。

    根据以上评价得知,根据本发明能够获得适合于hp32nm时代、尤其是从hp22nm起的下一代的高质量的光掩模。

    并且,关于在掩模上形成的转印图案的解像性,能够实现小于40nm的转印图案的解像。

    以上使用实施例对本发明进行了说明,但本发明的技术范围不限于上述实施例记述的范围。显然,本领域的技术人员能够对上述实施例进行多种变更或者改进。根据权利要求书的记载可以确定这种进行各种变更或者改进后的方式也包含于本发明的技术范围中。

    附图说明

    图1是示出本发明的实施例1的光掩模坯体的一例的剖面示意图。

    图2是说明本发明的实施例1的光掩模的制造过程的剖面示意图。

    图3是说明蚀刻掩模膜20的成膜模式的图。

    图4是示出在实施例(1-1)~(1-8)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图5是示出在实施例(1-9)~(1-12)、参考例(1-13)~(1-16)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图6是示出在实施例(1-17)~(1-25)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图7是示出在实施例(2-1)~(2-8)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图8是示出在实施例(2-9)~(2-12)、参考例(2-13)~(2-16)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图9是示出在实施例(2-17)~(2-24)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图10是示出在实施例(3-1)~(3-8)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图11是示出在实施例(3-9)~(3-12)、参考例(3-13)~(3-16)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图12是示出在实施例(3-17)~(3-24)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图13是示出在实施例(4-1)~(4-9)、参考例(4-10)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图14是示出在参考例(4-11)~(4-12)、实施例(4-13)~(4-20)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图15是示出在实施例(5-1)~(5-6)、参考例(5-7)~(5-8)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图16是示出在实施例(5-9)~(5-16)中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图17是示出在比较例1-8中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图18是示出在比较例9-14中使用的光掩模坯体的结构、其加工特性、以及所得到的光掩模中的遮光膜图案的解像性的图。

    图19是示出由钼及硅构成的遮光层中的钼含量与每单位膜厚的光学浓度的关系的图。

    图20是示出由钼、硅及氮构成的遮光层中的钼含量及氮含量与每单位膜厚的光学浓度的关系、钼含量及氮含量与片电阻值的关系的图。

    标号说明

    1透光性基板;10遮光膜;11背面防反射层;12遮光层;13正面防反射层;20蚀刻掩模膜;50抗蚀剂膜;100光掩模。

    关于本文
    本文标题:光掩模坯体、光掩模及其制造方法、以及半导体器件的制造方法.pdf
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