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TWI436161B - 遮罩基底及轉印用遮罩之製造方法 - Google Patents

遮罩基底及轉印用遮罩之製造方法 Download PDF

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TWI436161B
TWI436161B TW098132553A TW98132553A TWI436161B TW I436161 B TWI436161 B TW I436161B TW 098132553 A TW098132553 A TW 098132553A TW 98132553 A TW98132553 A TW 98132553A TW I436161 B TWI436161 B TW I436161B
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野澤順
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Ｈｏｙａ股份有限公司
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Description

遮罩基底及轉印用遮罩之製造方法
本發明係關於一種於製造半導體裝置時用於轉印微細圖案之轉印用遮罩及作為該轉印用遮罩之底片的遮罩基底。
一般而言，於半導體裝置之製造步驟中，利用光微影法形成微細圖案。又，於該微細圖案之形成過程中，通常使用若干個稱作光罩(轉印用遮罩)之基板。一般而言，該光罩係於透光性之玻璃基板上設有包含金屬薄膜等之遮光性之微細圖案者，於該光罩之製造過程中亦採用光微影法。
於藉由光微影法而製造光罩時使用如下遮罩基底，該遮罩基底於玻璃基板等之透光性基板上具有遮光膜。使用該遮罩基底之光罩之製造中係包括如下步驟而進行：描繪步驟，其對於遮罩基底上所形成之光阻膜描繪所期望之圖案；顯影步驟，其根據所期望之圖案描繪而使上述光阻膜顯影，形成光阻圖案；蝕刻步驟，其沿光阻圖案而對上述遮光膜進行蝕刻；以及剝離除去步驟，其剝離除去殘存之光阻圖案。於上述顯影步驟中，對於遮罩基底上所形成之光阻膜描繪所期望之圖案之後，供給顯影液，使可溶於顯影液之光阻膜之部位溶解，形成光阻圖案。又，於上述蝕刻步驟中，將該光阻圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻或濕式蝕刻，將露出有未形成光阻圖案之遮光膜之部位溶解，藉此，將所期望之遮罩圖案(遮光膜圖案)形成於透光性基板上。如此獲得光罩。
當使半導體裝置之圖案微細化時，不僅必需使形成於光罩之遮罩圖案微細化，而且必需使光微影中所使用之曝光之光的波長短波長化。近年來，製造半導體裝置時之曝光之光之短波長化係自KrF準分子雷射(波長248nm)朝ArF準分子雷射(波長193nm)發展。
另一方面，就光罩或遮罩基底而言，當使形成於光罩之遮罩圖案微細化時，必需使形成於遮罩基底上之光阻膜薄膜化，且必需使用乾式蝕刻加工作為製造光罩時之圖案化方法。
然而，光阻膜之薄膜化及乾式蝕刻加工中產生了以下所示之技術問題。
問題之一在於，當推進遮罩基底上之光阻膜之薄膜化時，遮光膜之加工時間成為一個較大之限制事項。作為遮光膜之材料，一般採用鉻，於鉻之乾式蝕刻加工中，使用氯氣與氧氣之混合氣體作為蝕刻氣體。當將光阻圖案作為遮罩，且利用乾式蝕刻使遮光膜圖案化時，光阻劑為有機膜且其主成分為碳，因此，抵抗乾式蝕刻環境即氧電漿之能力非常弱。於利用乾式蝕刻使遮光膜圖案化之期間，該遮光膜上所形成之光阻圖案必需以充分之膜厚殘留。作為一個指標，為使遮罩圖案之剖面形狀良好，必需達到如下之光阻膜厚，即，即便進行適量蝕刻時間之2倍(100%過蝕刻)左右之蝕刻，亦會有殘存。例如，一般而言，作為遮光膜之材料之鉻與光阻膜之蝕刻選擇比為1以下，因此，光阻膜之膜厚必需為遮光膜之膜厚之2倍以上之膜厚。當然，為實現圖案之CD(Critical Dimension，臨界尺寸)精度之提高，較為理想的是光阻膜之薄膜化，但根據上述理由，即便使光阻膜之膜厚變薄，亦存在極限。
然而，近年來，隨著電路圖案之高精細化，對於光罩之CD精度之要求日益嚴格。隨著半導體積體電路之積體度之增加，半導體積體電路之製造過程中之設計規則變得更嚴格，尤其是對於光罩之CD均一性及CD線性之要求日益嚴格。又，隨著電路圖案之高詳細化，產生如下之問題，即，曝光之光的繞射使轉印圖案變形，導致圖案解像性下降，作為其解決手段，多採用預先利用模擬而預測該轉印圖案之變形，對該變形進行修正之光學鄰近效應修正(Optical Proximity Correction，OPC)技術。該OPC技術中，藉由進而於轉印圖案中設置微細之輔助圖案而抑制轉印圖案之變形，故而光阻圖案變得更微細。因此，光阻圖案之圖案線寬與光阻膜厚之比(縱橫比)變大，產生圖案崩塌或剝落、空間圖案之解像性不足，從而成為問題。
因此，為實現光罩之CD均一性之提高及光阻膜厚之薄膜化，於對鉻遮光層進行乾式蝕刻時，使用硬質遮罩圖案代替光阻圖案之方法已揭示於日本專利特開2005-62884號公報(專利文獻1)中。專利文獻1所揭示之技術中，使用包含導電性物質之硬質遮罩層，該硬質遮罩層具有上述硬質遮罩圖案之優點，進而具有如下優點，例如由於具有導電性，故而可良好地實施電子束描繪，且相對於鉻遮光層而可取得較大之蝕刻選擇比。作為構成硬質遮罩層之物質，揭示有Mo、MoSi、MoSiON、Hf或Hf化合物、或者Zr、Sn、Fe、NiSi、CoSi及該等之化合物等。
上述專利文獻1中，揭示有MoSi、MoSiON作為構成硬質遮罩層之導電性物質。然而，以Si等作為主成分之物質之導電性低，即便使用該等物質，仍存在硬質遮罩層之導電性不充分之問題。例如考慮到如下情形，即，使用於透光性基板上具有鉻遮光層、硬質遮罩層及光阻膜之遮罩基底，對光阻膜進行電子束描繪。於該情形時，若硬質遮罩層之導電性不足，則所照射之電子會使光阻膜或硬質遮罩層帶電，由於該光阻膜或硬質遮罩層帶電，故而所照射之電子束彎曲。其結果，產生如下問題，即，電子束偏離本應描繪之位置而進行描繪，導致描繪位置精度之惡化。而且，若進一步帶電，則會產生如下問題，即，因充電而產生無法進行電子束描繪之現象。
又，對於上述專利文獻1中所揭示之使用有Mo之單一層之硬質遮罩層而言，存在無法充分發揮硬質遮罩層之功能的問題。其原因在於，Mo具有會受到鉻遮光層之乾式蝕刻中所使用之氯氣與氧氣之混合氣體蝕刻的特性，因此，當對鉻遮光層進行乾式蝕刻時，硬質遮罩層與鉻遮光層之蝕刻選擇比小。
又，當使用上述專利文獻1所揭示之Hf或Hf化合物、或者Zr、Sn、Fe、NiSi、CoSi及該等之化合物等而形成硬質遮罩層時，雖具有導電性，但根據本發明者之檢討，存在如下所述之問題。亦即，Zr、Sn、Fe易氧化，一旦氧化則導電性會下降。又，當使用NiSi、CoSi、或如上述之MoSi或MoSiON之矽化物系材料而形成遮罩基底之硬質遮罩層時，形成於其上面之電子束描繪用光阻膜對於硬質遮罩層之潤濕性明顯較差。因此，存在如下情形，即，所塗佈之光阻膜之膜厚不均一，或例如於描繪後之光阻膜之顯影處理步驟中，光阻膜剝離、脫落。再者，於該情形時，亦考慮到如下之方法，即，使用例如市售之HMDS(Hexamethyldisilazane，六甲基二矽氮烷)等預先對硬質遮罩層進行表面處理，藉此提高光阻膜之密著性。然而，該方法會增加一個製造步驟，而且，由於表面處理於大氣中實施，故而會產生如下不良，即，缺陷之產生率上升，良率惡化。
因此，本發明之目的在於解決上述先前之硬質遮罩之導電性與光阻膜之潤濕性該兩個問題。具體而言，本發明之第一目的在於提供如下之遮罩基底，其具備具有良好之導電性與光阻膜之潤濕性的積層構成之硬質遮罩膜，且尤其可製造CD均一性及CD線性優良之遮罩。本發明之第二目在於提供使用上述遮罩基底而製造CD均一性及CD線性優良之轉印遮罩之製造方法。
為解決上述問題，本發明包含以下構成。
(構成1)一種遮罩基底，其特徵在於：於透光性基板上，具有由以鉻作為主成分之材料而形成之遮光膜，當於該遮光膜上形成轉印用圖案時使用電子束描繪用光阻膜，該遮罩基底包含：蝕刻遮罩膜，其設置於上述遮光膜之上面，且由含有矽之氮化物或氮氧化物之材料而形成；以及導電性遮罩膜，其設置於上述蝕刻遮罩膜之上面，且由可藉由氟系氣體及氯氣而進行乾式蝕刻之導電性材料所形成。
(構成2)如構成1之遮罩基底，其特徵在於：上述導電性遮罩膜係由含有鉬、鈦、釩、鈮及鎢中之一種以上之成分、或其氮化物之導電性材料而形成。
(構成3)一種遮罩基底，其特徵在於：於上述透光性基板上，依序具有相偏移膜、及由以鉻作為主成分之材料而形成之遮光膜，當於該遮光膜及相偏移膜上形成轉印用圖案時使用電子束描繪用光阻膜，該遮罩基底包含：蝕刻遮罩膜，其設置於上述遮光膜之上面，且由含有矽之材料而形成；以及導電性遮罩膜，其設置於上述蝕刻遮罩膜之上面，且由可藉由氟系氣體而進行乾式蝕刻之導電性材料所形成。
(構成4)如構成3之遮罩基底，其特徵在於：上述導電性遮罩膜係由含有鉭、鉬、鈦、釩、鈮及鎢中之一種以上之成分、或其氮化物之導電性材料而形成。
(構成5)如構成3或4之遮罩基底，其特徵在於：上述相偏移膜係由含有矽化鉬之氧化物、氮化物或氮氧化物中之任一種的材料而形成。
(構成6)如構成1至5中任一項之遮罩基底，其特徵在於：上述導電性遮罩膜之膜厚為2nm~20nm。
(構成7)如構成1至6中任一項之遮罩基底，其特徵在於：於上述導電性遮罩膜之上面，形成有膜厚為50nm~300nm之電子束描繪用光阻膜。
(構成8)一種轉印用遮罩之製造方法，其特徵在於：其係使用有構成7之遮罩基底之轉印用遮罩之製造方法，其包含如下步驟：對於上述遮罩基底中之電子束描繪用光阻膜進行電子束描繪及顯影處理而形成光阻圖案；將上述光阻圖案作為遮罩，利用氟系氣體而對上述導電性遮罩膜及上述蝕刻遮罩膜進行乾式蝕刻，形成導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案；以及將上述導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案作為遮罩，利用氯與氧之混合氣體而對上述遮光膜進行乾式蝕刻，形成遮光膜圖案。
(構成9)如構成8之轉印用遮罩之製造方法，其特徵在於：將上述導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案作為遮罩，利用氯與氧之混合氣體而對上述遮光膜進行乾式蝕刻，形成遮光膜圖案，且除去上述導電性遮罩膜圖案。
(構成10)如請求項8之轉印用遮罩之製造方法，其特徵在於進而包含如下步驟：使用構成7之遮罩基底中之具有相偏移膜之遮罩基底，將上述遮光膜圖案作為光罩，利用氟系氣體而對上述相偏移膜進行乾式蝕刻，形成相偏移膜圖案，且除去上述導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案。
根據本發明，可提供一種遮罩基底，其可抑制對光阻膜進行電子束描繪時之描繪位置精度之惡化或充電現象，尤其可製造CD均一性及CD線性優良之遮罩。該遮罩基底具有蝕刻遮罩膜與導電性遮罩膜之積層構成之硬質遮罩膜。
該硬質遮罩膜具有如下優點，即，由於具有硬質遮罩之功能，且進而具有良好之導電性，故而可良好地實施電子束描繪，而且由於光阻膜之潤濕性良好，故而可提高遮罩基底與光阻膜之密著性。又，根據本發明，可提供一種使用上述遮罩基底而製造CD均一性及CD線性優良之轉印遮罩之製造方法。
以下，參照圖式，對本發明之實施形態進行詳細說明。
(第1實施形態)
圖1係表示本發明之第1實施形態之遮罩基底之概略構成的剖面圖。
圖1之遮罩基底10之形態係於透光性基板1上，依序具有遮光膜2、蝕刻遮罩膜3、導電性遮罩膜4、及電子束描繪用光阻膜5。此處，透光性基板1一般係玻璃基板。由於玻璃基板之平坦度及平滑度優良，故而當使用光罩將圖案轉印至半導體基板上時，不會產生轉印圖案之畸變等，可進行高精度之圖案轉印。
上述遮光膜2係由以鉻作為主成分之材料而形成。作為具體之遮光膜2之材料，除可列舉鉻單體之外，較佳可列舉含有鉻、及例如乾式蝕刻速度比鉻單體更快之添加元素之材料。以例如含有氧及/或氮作為此種乾式蝕刻速度比鉻單體更快之添加元素為佳。於遮光膜2中含有氧之情形時之氧之含量以5~80原子%之範圍為佳。若氧之含量未達5原子%，則難以獲得乾式蝕刻速度比鉻單體更快之效果。另一方面，若氧之含量超過80原子%，則對於波長200nm以下之例如ArF準分子雷射(波長193nm)之吸收係數變小，因此為獲得所期望之光學密度，必需增加膜厚。
又，於遮光膜2中含有氮之情形時之氮之含量較佳為20~80原子%之範圍。若氮之含量未達20原子%，則難以獲得乾式蝕刻速度比鉻單體更快之效果。又，若氮之含量超過80原子%，則對於波長200nm以下之例如ArF準分子雷射(波長193nm)之吸收係數變小，因此為獲得所期望之光學密度，必需增加膜厚。
又，亦可於遮光膜2中含有氧與氮該兩者。於該情形時，氧與氮之含量之合計較佳為10~80原子%之範圍。又，於遮光膜2中含有氧與氮該兩者之情形時之氧與氮的含有比無特別限制，其可兼顧吸收係數等而適當決定。
再者，含有氧及/或氮之遮光膜2中亦可含有碳、氫等之元素。又，上述遮光膜2並不限於單層，亦可為各層之組成不同之多層構成。又，上述遮光膜2亦可為其組成沿該遮光膜之膜厚方向而階段性或連續性地傾斜之組成傾斜膜。
上述遮光膜2之形成方法無需特別限制，但其中宜可列舉濺鍍成膜法。若使用濺鍍成膜法，則可形成組成均一且膜厚固定之膜，因此適合於本發明。當於透光性基板1上藉由濺鍍成膜法而形成上述遮光膜2時，將鉻(Cr)靶用作濺鍍靶，導入至腔室內之濺鍍氣體係可使用於氬氣中混合有氧、氮或二氧化碳等之氣體而成者。若使用於氬氣中混合有氧氣或二氧化碳氣體之濺鍍氣體，則可形成於鉻中含有氧之遮光膜，若使用於氬氣中混合有氮氣之濺鍍氣體，則可形成於鉻中含有氮之遮光膜。
上述遮光膜2之膜厚以90nm以下為佳。其原因在於考慮到如下之情形，即，若膜厚超過90nm，則由於乾式蝕刻時之圖案之微負載現象等，難以形成近年來之次微米級之微細圖案。藉由使膜厚以某程度變薄，可減小圖案之縱橫比(圖案高度(深度)相對於圖案寬度之比)，且可減少因總體負載現象及微負載現象產生之線寬誤差。進而，藉由使膜厚以某程度變薄，尤其對於次微米級之圖案尺寸之圖案而言，可防止對圖案造成之損傷(倒塌等)。本發明之遮光膜2於200nm以下之曝光波長下，即便是膜厚為90nm以下之薄膜，亦可獲得所期望之光學密度(通常為3.0以上)。關於遮光膜2之膜厚之下限，只要可獲得所期望之光學密度，便可變薄。
上述蝕刻遮罩膜3設置於上述遮光膜2之上面，且由含有矽之氮化物或氮氧化物之材料而形成。作為具體之蝕刻遮罩膜3之材料，宜可列舉例如SiN、SiON、MoSiN、MoSiON等之材料。由該含有矽之氮化物或氮氧化物之材料而形成之蝕刻遮罩膜3具有如下特性，即，不易受到以鉻作為主成分之遮光膜2之乾式蝕刻中所使用之氯與氧的混合氣體蝕刻。因此，當對遮光膜2進行乾式蝕刻時，蝕刻遮罩膜3相對於遮光膜2具有較大之蝕刻選擇比，可作為硬質遮罩而發揮功能。
又，如下所述，當使用本實施形態之遮罩基底10，於其遮光膜2上形成圖案而作為光罩時，上述蝕刻遮罩膜3殘存於形成有圖案之遮光膜2上，且作為抗反射膜(亦即，兼作為抗反射膜之蝕刻遮罩膜)而發揮功能。由於遮光膜2上具有由含有矽之氮化物或氮氧化物之材料而形成之抗反射膜，故而可將曝光波長下之反射率抑制為例如20%以下，以15%以下為佳，因此，於減小使用光罩時之駐波之影響方面較為理想。進而，於高精度地檢測缺陷之方面，較理想的是將相對於遮罩基底或光罩之缺陷檢查中所使用之波長(例如257nm、364nm、488nm等)之反射率設為例如30%以下。尤其藉由將蝕刻遮罩膜3設為SiON、MoSiON等之氮氧化膜，可降低相對於曝光波長之反射率，且可將相對於上述檢查波長(尤其為257nm)之反射率設為20%以下，因此較為理想。
上述導電性遮罩膜4設置於上述蝕刻遮罩膜3之上面，且由可藉由氟系氣體及氯系氣體進行乾式蝕刻之導電性材料而形成。
將此種導電性遮罩膜4設置於蝕刻遮罩膜3之上面，藉此，可提高於遮光膜2上設置有由含有矽之氮化物或氮氧化物之材料而形成之上述蝕刻遮罩膜3作為硬質遮罩膜時的導電性，而且，亦可改善形成於遮罩基底10之上面、即導電性遮罩膜4之上面的電子束描繪用光阻膜5之潤濕性。亦即，蝕刻遮罩膜3與導電性遮罩膜4之積層構成之硬質遮罩膜具有硬質遮罩之功能，進而具有良好之導電性，因此可良好地實施電子束描繪，而且因光阻膜之潤濕性良好，故可提高遮罩基底與光阻膜之密著性。
上述導電性遮罩膜4宜由含有鉬、鈦、釩、鈮及鎢中之一種以上之成分或其氮化物之導電性材料而形成，作為具體之材料，宜可列舉例如MoN、TiN、VN、NbN、WN、Mo、Ti、V、Nb等。
上述蝕刻遮罩膜3及導電性遮罩膜4之形成方法無需特別限定，但與遮光膜2相同，宜可列舉濺鍍成膜法。
上述蝕刻遮罩膜3之膜厚只要可兼顧與遮光膜2之膜厚而發揮蝕刻遮罩之功能則可變薄。又，若蝕刻遮罩膜3之膜厚較厚，則必需使用以於導電性遮罩膜4與蝕刻遮罩膜3之積層膜上形成圖案之光阻膜的膜厚變厚，且有圖案之轉印精度下降之虞。因此，蝕刻遮罩膜3之膜厚以5nm~30nm為佳。
又，上述導電性遮罩膜4之膜厚以2nm~20nm之範圍為佳。其理由係存在如下情形，即，若導電性遮罩膜4之膜厚未達2nm，則無法充分獲得必要之導電性，又，成膜時之膜厚不均會變大。另一方面，若膜厚超過20nm，則必需使用以於導電性遮罩膜4與蝕刻遮罩膜3之積層膜上形成圖案之光阻膜的膜厚變厚，且有圖案之轉印精度下降之虞。再者，蝕刻遮罩膜3與導電性遮罩膜4之積層膜之膜厚以7nm~32nm之範圍為佳。其原因在於，若積層膜之合計之膜厚未達7nm，則作為遮光膜2用之蝕刻遮罩之功能不充分，若積層膜之合計之膜厚超過32nm，則必需使光阻膜之膜厚變厚，且有圖案之轉印精度下降之虞。
又，如圖1所示，本實施形態之遮罩基底亦可為於上述導電性遮罩膜4上形成有電子束描繪用光阻膜5之形態。為使導電性遮罩膜4與蝕刻遮罩膜3之積層膜之圖案精度(CD精度)良好，以該光阻膜5之膜厚儘可能地薄為佳。具體而言，光阻膜5之膜厚以300nm以下為佳。較佳者為200nm以下，進而更佳者為150nm以下。光阻膜5之膜厚之下限係以將光阻圖案作為光罩而對上述導電性遮罩膜4與蝕刻遮罩膜3之積層膜進行乾式蝕刻時，使光阻膜殘存之方式而設定，該下限例如為50nm以上。又，為獲得高解像度，光阻膜5之材料以光阻感度高之化學放大型光阻劑為佳。又，與先前之電子束描繪中所一般使用之高分子型光阻劑相比較，化學放大型光阻劑之乾式蝕刻耐性良好，可進一步使光阻膜厚薄膜化。
繼而，對使用有圖1所示之遮罩基底10之光罩(轉印用遮罩)之製造方法進行說明。
圖2A~圖2D係依序表示使用有遮罩基底10之光罩之製造步驟之剖面圖。
對於圖1所示之遮罩基底10上所形成之光阻膜5(此處設為正型電子束描繪用光阻膜)，使用電子束描繪裝置而描繪所期望之圖案，描繪之後，對光阻膜5進行顯影處理而形成光阻圖案5a(參照圖2A)。
本實施形態中，由於形成於導電性遮罩膜4之上面之電子束描繪用光阻膜5之潤濕性良好，故而可提高遮罩基底與光阻膜之密著性。又，本實施形態中，於遮光膜2上設置蝕刻遮罩膜3與導電性遮罩膜4之積層構成之硬質遮罩膜，藉此，硬質遮罩膜具有硬質遮罩之功能，而且具有良好之導電性，故而可良好地對光阻膜5實施電子束描繪。
繼而，將上述光阻圖案5a作為遮罩，利用氟系氣體(例如SF6 等)對上述導電性遮罩膜4與蝕刻遮罩膜3之積層膜進行乾式蝕刻，形成導電性遮罩膜圖案4a及蝕刻遮罩膜圖案3a(參照圖2B)。本實施形態之導電性遮罩膜4及蝕刻遮罩膜3均可使用氟系氣體而進行良好之乾式蝕刻。
繼而，剝離除去殘存之上述光阻圖案5a(參照圖2C)。
其次，將上述導電性遮罩膜圖案4a及蝕刻遮罩膜圖案3a作為遮罩，利用氯系(例如Cl2 、SiCl4 、HCl、CCl4 、CHCl3 等)與氧之混合氣體而對上述遮光膜2進行乾式蝕刻，形成遮光膜圖案2a(參照圖2D)。
再者，本實施形態之導電性遮罩膜4係由既可藉由氟系氣體、亦可藉由氯與氧之混合氣體而進行乾式蝕刻之導電性材料所形成，因此，當利用氯與氧之混合氣體而對上述遮光膜2進行乾式蝕刻時，一面形成遮光膜圖案2a，一面除去導電性遮罩膜圖案4a。
如此，形成如圖2D所示之光罩20，光罩20於透光性基板1上，形成有包含遮光膜圖案2a、與具有抗反射功能之蝕刻遮罩膜圖案3a之積層膜的圖案。
如上所述，本實施形態之遮罩基底於遮光膜上具有蝕刻遮罩膜與導電性遮罩膜之積層構成之硬質遮罩膜。該硬質遮罩膜實現硬質遮罩之功能，進而具有良好之導電性，故而可良好地實施電子束描繪，而且由於光阻膜之潤濕性良好，故而可提高遮罩基底與光阻膜之密著性。藉由使用該遮罩基底，尤其可製造CD均一性及CD線性優良之光罩。
(第2實施形態)
使用圖3，對本發明之第2實施形態之遮罩基底進行說明。本實施形態係關於相偏移遮罩基底、及使用該遮罩基底而獲得之相偏移遮罩。
圖3之遮罩基底30之形態係於透光性基板1上具有相偏移膜6、以及位於該相偏移膜6之上之遮光膜2、蝕刻遮罩膜3、導電性遮罩膜4、電子束描繪用光阻膜5。上述第1實施形態中已對透光性基板1進行說明，故省略說明。
上述相偏移膜6使實質上對於曝光無益之強度之光(例如，相對於曝光波長為1%~20%)透過，且具有特定之相位差。該相偏移膜6之作用在於，使透過將該相偏移膜6圖案化而獲得之光半透射部的光之相位，與透過如下光透射部之光的相位實質上成為反轉之關係，該光透射部係已除去(未形成)該相偏移膜6而使實質上有助於曝光之強度的光透過者。換而言之，相偏移膜6使經過光半透射部與光透射部之邊界部附近且藉由繞射現象而彼此迴繞至對方區域之光相互抵消，且使邊界部之光強度大致為零，從而提高邊界部之對比度即解像度。
該相偏移膜6之材料宜為蝕刻特性與形成於其上之遮光膜2不同之材料。例如，作為相偏移膜6之材料，宜可列舉：含有與鉬、鉭、鎢、鋯等之金屬矽化物之氧化物、氮化物或氮氧化物中之任一者的材料。宜可列舉矽化鉬之氧化物、氮化物或氮氧化物。又，相偏移膜6可為單層構成，亦可為多層構成。例如可列舉雙層構造之相偏移膜，該雙層構造之相偏移膜自基板側起積層有主要具有透射率調整功能之膜、與主要具有相位差調整功能之膜，例如有主要具有相位差調整功能之SiON膜、與主要具有透射率調整功能之TaHf膜之雙層構造之相偏移膜等。
再者，上述相偏移膜6例如係由濺鍍成膜法而形成，可考慮相對於曝光波長之透射率、相位差而適當設定其膜厚。
又，上述遮光膜2係與上述第1實施形態之情形相同，但本實施形態中之遮光膜2較理想的是於表層部(上層部)包含抗反射功能層。於該情形時，作為抗反射功能層，宜可列舉例如CrON、CrO、CrCO、CrCON等之材質。由於遮光膜2中包含抗反射功能層，故而可將曝光波長下之反射率抑制為例如20%以下，以15%以下為佳，此於減小使用光罩時之駐波之影響之方面較為理想。進而，為高精度地檢測缺陷，較理想的是將相對於遮罩基底或光罩之缺陷檢查中所使用之波長(例如257nm、364nm、488nm等)之反射率設為例如30%以下。尤其，藉由使抗反射功能層含有碳，可降低相對於曝光波長之反射率，且可將相對於上述檢查波長(尤其為257nm)之反射率設為20%以下。
本實施形態中，上述蝕刻遮罩膜3設置於上述遮光膜2之上面，且由含有矽之材料而形成。作為具體之蝕刻遮罩膜3之材料，可列舉含有矽或者矽化鉬之氧化物、氮化物或氮氧化物中之任一者之材料，例如宜可列舉SiN、SiON、MoSiN、MoSiON等之材料。
該由含有矽之材料而形成之蝕刻遮罩膜3具有如下特性，即，不易受到用以對以鉻作為主成分之遮光膜2進行乾式蝕刻之氯氣與氧氣之混合氣體蝕刻。因此，於對遮光膜2進行乾式蝕刻時，蝕刻遮罩膜3相對於遮光膜2而具有較大之蝕刻選擇比，其可作為硬質遮罩而發揮功能。
再者，當使用本實施形態之遮罩基底30作為光罩時，上述蝕刻遮罩膜3不會殘存於形成有圖案之遮光膜2上，故無需考慮具有抗反射功能。
本實施形態中，上述導電性遮罩膜4設置於上述蝕刻遮罩膜3之上面，且由可藉由氟系氣體而進行乾式蝕刻之導電性材料所形成。將此種導電性遮罩膜4設置於蝕刻遮罩膜3之上面，藉此，可提高當遮光膜2上設置有由含有矽之材料而形成之上述蝕刻遮罩膜3作為硬質遮罩膜時之導電性，而且亦可改善形成於導電性遮罩膜4之上面之電子束描繪用光阻膜5之潤濕性。
本實施形態中，上述導電性遮罩膜4只要可藉由至少氟系氣體而進行乾式蝕刻即可。例如，導電性遮罩膜4宜由含有鉭、鉬、鈦、釩、鈮及鎢中之一種以上之成分或其氮化物之導電性材料而形成，作為具體之材料，宜可列舉例如TaN、MoN、TiN、VN、NbN、WN、Ta、Mo、Ti、V、Nb等。再者，其中，鉬、鈦、釩、鈮及鎢、或其氮化物不僅可藉由氟系氣體而進行乾式蝕刻，而且亦可藉由氯與氧之混合氣體而進行乾式蝕刻。
上述蝕刻遮罩膜3及導電性遮罩膜4之形成方法、膜厚係與上述第1實施形態之情形相同，故此處省略說明。
又，本實施形態之遮罩基底30之形態亦可如圖3所示，於上述導電性遮罩膜4上形成有電子束描繪用光阻膜5。該光阻膜5之膜厚係與上述第1實施形態之情形相同。
繼而，對使用有圖3所示之遮罩基底30之光罩(轉印用遮罩)之製造方法進行說明。
圖4A至圖4H係依序表示使用有遮罩基底30之光罩之製造步驟的剖面圖。
對於圖3所示之遮罩基底30上所形成之光阻膜5(此處為正型電子束描繪用光阻膜)，使用電子束描繪裝置而進行所期望之圖案描繪，描繪之後，對光阻膜5進行顯影處理而形成光阻圖案5a(參照圖4A)。
於本實施形態中，由於形成於導電性遮罩膜4之上面之電子束描繪用光阻膜5之潤濕性良好，故而可提高遮罩基底與光阻膜之密著性。又，於本實施形態中，於遮光膜2上設置蝕刻遮罩膜3與導電性遮罩膜4之積層構成之硬質遮罩膜而使功能分離。硬質遮罩膜具有硬質遮罩之功能，並且具有良好之導電性，因此可良好地實施對於光阻膜5之電子束描繪。
繼而，將上述光阻圖案5a作為遮罩，利用氟系氣體(例如SF6 等)而對上述導電性遮罩膜4與蝕刻遮罩膜3之積層膜進行乾式蝕刻，形成導電性遮罩膜圖案4a及蝕刻遮罩膜圖案3a(參照圖4B)。本實施形態之導電性遮罩膜4及蝕刻遮罩膜3均可利用氟系氣體而進行良好之乾式蝕刻。
繼而，剝離除去殘存之上述光阻圖案5a(參照圖4C)。
其次，將上述導電性遮罩膜圖案4a及蝕刻遮罩膜圖案3a作為遮罩，利用氯系氣體(例如Cl2 、SiCl4 、HCl、CCl4 、CHCl3 等)與氧之混合氣體而對上述遮光膜2進行乾式蝕刻，形成遮光膜圖案2a(參照圖4D)。
再者，於導電性遮罩膜4係由不僅可利用上述氟系氣體、亦可利用氯與氧之混合氣體而進行乾式蝕刻的導電性材料所形成之情形，當利用氯與氧之混合氣體而對上述遮光膜2進行乾式蝕刻時，形成遮光膜圖案2a，且導電性遮罩膜圖案4a被除去。
繼而，將上述遮光膜圖案2a作為遮罩，利用氟系氣體而對上述相偏移膜6進行乾式蝕刻，形成相偏移膜圖案6a(參照圖4E)。此時，露出之導電性遮罩膜圖案4a及蝕刻遮罩膜圖案3a(於上述圖4C所示之步驟中，導電性遮罩膜圖案4a已被除去之情形時，僅為蝕刻遮罩膜圖案3a)亦藉由氟系氣體而經蝕刻之後被除去。
繼而，再次塗佈與上述相同之光阻膜，進行用以除去轉印區域內之多餘之遮光膜圖案之圖案曝光之後，對該光阻膜進行顯影處理，於遮光膜圖案2a中之作為遮光帶而殘存之部分的表面形成光阻圖案5b(參照圖4F)。繼而，形成利用基於氯與氧之混合氣體之乾式蝕刻而除去了多餘部分的遮光膜圖案2b(參照圖4G)，剝離殘存之光阻圖案5b，獲得相偏移遮罩40。
如此，形成如圖4H所示之相偏移遮罩40，該相偏移遮罩40於透光性基板1上，形成有相偏移膜圖案6a、及位於該相偏移膜圖案6a之一部分上之遮光膜圖案2b。
根據以上所說明之本實施形態，於遮光膜上具有蝕刻遮罩膜與導電性遮罩膜之積層構成之硬質遮罩膜。該硬質遮罩膜實現硬質遮罩之功能，進而具有良好之導電性，因此可良好地實施電子束描繪，而且由於光阻膜之潤濕性良好，故而可提高遮罩基底與光阻膜之密著性。於該遮罩基底中形成有CD精度高之遮光膜圖案，進而，該遮光膜圖案轉印至相偏移膜，因此，尤其可製造CD均一性及CD線性尤其優良之相偏移遮罩。
以下，根據實施例，對本發明之遮罩基底及轉印用遮罩之製造方法進行更具體之說明。另外，亦對相對於實施例之比較例進行說明。
(實施例1)
於包含石英玻璃之透光性基板上，使用DC(Direct Current，直流)磁控濺鍍裝置，且使用鉻靶作為濺鍍靶，於氬、氮、二氧化碳及氦之混合氣體環境(Ar：18sccm、N2 ：10sccm、CO2 ：18.8sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.8kW之反應性濺鍍，形成膜厚12nm之包含CrOCN之背面抗反射層。
繼而，使用鉻靶，於氬、一氧化氮及氦之混合氣體環境(Ar：13sccm、NO：11.1sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.71kW之反應性濺鍍，藉此，形成膜厚55nm之包含CrON之遮光層。如此，形成總膜厚為67nm之包含背面抗反射層及遮光層之遮光膜。
繼而，將含有Mo與Si之混合靶(Mo含量相對於Mo與Si之合計含量為9.5%)用作濺鍍靶，於氬、一氧化氮及氦之混合氣體環境(Ar：8sccm、NO：29sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.8kW之反應性濺鍍，藉此，形成膜厚15nm之包含MoSiON之兼作為抗反射膜之蝕刻遮罩膜。
再者，於反應性濺鍍時，將脈衝產生單元插入於DC電源與濺鍍陰極之間，進行DC脈衝濺鍍。
繼而，將Mo靶用作濺鍍靶，於氬與氮之混合氣體環境(Ar：24sccm、N2 ：3sccm)中，進行電力為0.6kW之反應性濺鍍，藉此，形成膜厚3nm之包含MoN之導電性遮罩膜。
於以上述方式製作之背面抗反射層、遮光層、及兼作為抗反射膜之蝕刻遮罩膜之積層構造中，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之反射率為5.5%，相對於來自透光性基板之背面側之回光而具有可抑制反射之抗反射功能。又，於上述背面抗反射層、遮光層、及兼作為抗反射膜之蝕刻遮罩膜之積層構造中，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之光學密度(OD：Optical Density)為3.0。
以上述方式製作二元遮罩基底。
繼而，使用上述二元遮罩基底而製造光罩。
首先，於上述遮罩基底上，形成膜厚為150nm之電子束描繪用正型光阻膜(FUJIFILM Electronic Materials公司製造，PRL009)。使用旋轉器(旋轉塗佈裝置)進行旋轉塗佈而形成光阻膜。光阻膜之潤濕性並無問題。再者，塗佈上述光阻膜之後，使用加熱乾燥裝置進行特定之加熱乾燥處理。
繼而，對形成於遮罩基底上之光阻膜，使用電子束描繪裝置而進行所期望之圖案描繪之後，利用特定之顯影液進行顯影而形成光阻圖案。
其次，將上述光阻圖案作為光罩，對上述導電性遮罩膜及兼作為抗反射膜之蝕刻遮罩膜進行乾式蝕刻，形成導電性遮罩膜圖案及兼作為抗反射膜之蝕刻遮罩膜圖案。乾式蝕刻氣體係使用氟系之SF6 氣體。
繼而，剝離殘存之光阻圖案之後，將上述兼作為抗反射膜之蝕刻遮罩膜圖案設為遮罩，對包含上述背面抗反射層與遮光層之遮光膜進行乾式蝕刻而形成遮光膜圖案。乾式蝕刻氣體係使用Cl2 與O2 之混合氣體(Cl2 ：O2 =4：1)。再者，藉由對於該遮光膜之乾式蝕刻，上述導電性遮罩膜圖案被除去，因此，當遮光膜之乾式蝕刻結束之後，於所形成之圖案之表面露出兼作為抗反射膜之蝕刻遮罩膜圖案。
藉此，獲得本實施例之光罩。
關於所獲得之本實施例之光罩，將圖案線寬之設計尺寸與所獲得之遮光膜圖案之實測值之偏差量作為CD線性而進行評價。本實施例之光罩之CD線性為3nm。該值充分滿足於半導體設計規則下之DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)半間距為32nm時之光罩所要求的CD線性值。又，該值亦充分滿足CD均一性。
又，作為上述導電性遮罩膜之材料，分別使用WN、TiN、VN、NbN、Mo、Ti、V、Nb而代替上述MoN，除此以外，以與上述實施例1相同之方法製作各遮罩基底，使用上述各遮罩基底而製作光罩之後，任一個光罩均可獲得3nm~4nm之良好之CD線性之遮光膜圖案。以上述各材質而將導電性遮罩膜之膜厚設為2nm，除此以外，與實施例1相同地製作各遮罩基底，使用上述各遮罩基底而製作光罩之後，任一個光罩之CD線性均為4nm以下，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。亦充分滿足各個CD均一性。
(實施例2)
於包含石英玻璃之透光性基板上，利用DC磁控濺鍍裝置，且將含有Mo與Si之混合靶(Mo含量相對於Mo與Si之合計含量為9.5%)用作濺鍍靶，於氬、氮及氦之混合氣體環境(Ar：9sccm、N2 ：81sccm、He：76sccm)中，進行電力為2.8kW之反應性濺鍍，藉此，形成膜厚69nm之包含MoSiN之相偏移膜。再者，該相偏移膜相對於ArF準分子雷射(波長193nm)，透射率為6%，相偏移量大致為180度。
其次，於上述相偏移膜上，同樣使用DC磁控濺鍍裝置，且將鉻靶用作濺鍍靶，於氬、二氧化碳、氮及氦之混合氣體環境(Ar：20sccm、CO2 ：35sccm、N2 ：5sccm、He：30sccm)中，進行電力為1.5kW之反應性濺鍍，形成膜厚30nm之包含CrOCN之背面抗反射層。
繼而，使用鉻靶，於氬與氮之混合氣體環境(Ar：25sccm、N2 ：5sccm)中，進行電力為1.7kW之反應性濺鍍，形成膜厚4nm之包含CrN之遮光層。
繼而，使用鉻靶，於氬、二氧化碳、氮與氦之混合氣體環境(Ar：20sccm、CO2 ：35sccm、N2 ：10sccm、He：30sccm)中，進行電力為1.7kW之反應性濺鍍，形成膜厚14nm之包含CrOCN之抗反射層。藉此，形成總膜厚為48nm之包含背面抗反射層、遮光層及抗反射層之遮光膜。
繼而，使用含有Mo與Si之混合靶(Mo含量相對於Mo與Si之合計含量為9.5%)作為濺鍍靶，於氬、一氧化氮及氦之混合氣體環境(Ar：8sccm、NO：29sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.8kW之反應性濺鍍，藉此，形成膜厚12nm之包含MoSiON之蝕刻遮罩膜。
再者，於反應性濺鍍時，將脈衝產生單元插入於DC電源與濺鍍陰極之間，進行DC脈衝濺鍍。
繼而，將Mo靶用作濺鍍靶，於氬與氮之混合氣體環境(Ar：24sccm、N2 ：3sccm)中，進行電力為0.6kW之反應性濺鍍，藉此，形成膜厚3nm之包含MoN之導電性遮罩膜。
於以上述方式製作之相偏移膜與遮光膜(背面抗反射層、遮光層及抗反射層)之積層構造中，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之反射率成為23.6%，相對於來自透光性基板之背面側之回光而具有可抑制反射之抗反射功能。又，於上述相偏移膜與遮光膜之積層構造中，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之光學密度(OD：Optical Density)為3.1。
以上述方式製作半色調型相偏移遮罩基底。
繼而，使用上述相偏移遮罩基底而製造相偏移遮罩。
首先，於上述遮罩基底上，將電子束描繪用正型光阻膜(FUJIFILM Electronic Materials公司製造，PRL009)形成為150nm之膜厚。使用旋轉器(旋轉塗佈裝置)進行旋轉塗佈而形成光阻膜。光阻膜之潤濕性並無問題。再者，塗佈上述光阻膜之後，使用加熱乾燥裝置而進行特定之加熱乾燥處理。
其次，對形成於遮罩基底上之光阻膜，使用電子束描繪裝置而進行所期望之圖案描繪之後，利用特定之顯影液進行顯影而形成光阻圖案。
繼而，將上述光阻圖案作為光罩，對上述導電性遮罩膜及蝕刻遮罩膜進行乾式蝕刻，形成導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案。乾式蝕刻氣體係使用氟系之SF6 氣體。
繼而，剝離殘存之光阻圖案之後，將上述蝕刻遮罩膜圖案作為遮罩，對包含上述背面抗反射層、遮光層及抗反射層之積層的遮光膜進行乾式蝕刻，形成遮光膜圖案。乾式蝕刻氣體係使用Cl2 與O2 之混合氣體(Cl2 ：O2 =4：1)。再者，藉由對於該遮光膜之乾式蝕刻，上述導電性遮罩膜圖案被除去，因此，當遮光膜之乾式蝕刻結束之後，於所形成之遮光膜圖案之表面露出蝕刻遮罩膜圖案。
繼而，將上述遮光膜圖案作為遮罩，對上述相偏移膜進行乾式蝕刻而形成相偏移膜圖案。乾式蝕刻氣體係使用氟系之SF6 氣體。再者，藉由對於該相偏移膜之乾式蝕刻，上述蝕刻遮罩膜圖案被除去，因此，當相偏移膜之乾式蝕刻結束之後，遮光膜圖案露出。
繼而，再次塗佈與上述相同之光阻膜，進行用以除去轉印區域內之多餘之遮光膜圖案之圖案曝光之後，對該光阻膜進行顯影而形成光阻圖案。繼而，利用基於Cl2 與O2 之混合氣體(Cl2 ：O2 =4：1)之乾式蝕刻而除去多餘之遮光膜圖案，剝離殘存之光阻圖案，從而獲得本實施例之相偏移遮罩。
所獲得之本實施例之相偏移遮罩中之相偏移膜圖案之CD線性為3nm，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。又，亦充分滿足CD均一性。又，如實施例1所述，改變導電性遮罩膜之材質，與實施例2相同地製作遮罩基底及光罩之後，任一個光罩均可獲得3nm~4nm之良好之CD線性之遮光膜圖案。進而，以上述之各材質而將導電性遮罩膜之膜厚設為2nm，將蝕刻遮罩膜之膜厚設為5nm，除此以外，與實施例2相同地製作各遮罩基底，使用上述各遮罩基底而製作光罩之後，任一個光罩之CD線性均未達5nm，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。亦充分滿足各個CD均一性。
(實施例3)
代替實施例2之相偏移遮罩基底中之包含MoN之導電性遮罩膜而使用以如下方式形成之包含TaN之導電性遮罩膜，除此以外，與實施例2相同地製作本實施例之相偏移遮罩基底。
將Ta靶用作濺鍍靶，於氙與氮之混合氣體環境(Xe：11sccm、N2 ：15sccm)中，進行電力為1.5kW之反應性濺鍍，藉此形成膜厚3nm之包含TaN之導電性遮罩膜。
使用所獲得之本實施例之相偏移遮罩基底，與實施例2相同地製造相偏移遮罩。再者，於本實施例中，當對遮光膜進行乾式蝕刻時，導電性遮罩膜圖案不會被除去。因此，當遮光膜之乾式蝕刻結束之後，於所形成之遮光膜圖案之表面，形成有蝕刻遮罩膜圖案及導電性遮罩膜圖案。
所獲得之本實施例之相偏移遮罩中之相偏移膜圖案之CD線性為3nm，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。又，亦充分滿足CD均一性。又，將導電性遮罩膜之膜厚設為2nm，且將蝕刻遮罩膜之膜厚設為5nm，除此以外，與實施例3相同地製作遮罩基底，利用該遮罩基底而製作光罩之後，CD線性未達5nm，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。亦充分滿足CD均一性。
(實施例4)
代替實施例2之相偏移遮罩基底中之包含MoSiON之蝕刻遮罩膜而使用以如下方式形成之包含SiON之蝕刻遮罩膜，除此以外，與實施例2相同地製作本實施例之相偏移遮罩基底。
將Si靶用作濺鍍靶，於氬、一氧化氮及氦之混合氣體環境(Ar：8sccm、NO：29sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.8kW之反應性濺鍍，藉此形成膜厚15nm之包含SiON之蝕刻遮罩膜。
利用所獲得之本實施例之相偏移遮罩基底，與實施例2相同地製造相偏移遮罩。
所獲得之本實施例之相偏移遮罩中之相偏移膜圖案之CD線性為3nm，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。又，亦充分滿足CD均一性。又，如實施例1所述，改變導電性遮罩膜之材質，與實施例4相同地製作遮罩基底及光罩之後，任一個光罩均可獲得3nm~4nm之良好之CD線性之遮光膜圖案。進而，以上述各材質將導電性遮罩膜之膜厚設為2nm，且將蝕刻遮罩膜之膜厚設為5nm，除此以外，與實施例4相同地製作各遮罩基底，利用上述各遮罩基底而製作光罩之後，任一個光罩之CD線性均未達5nm，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。亦充分滿足CD均一性。
(實施例5)
於包含石英玻璃之透光性基板上，利用DC磁控濺鍍裝置，且將含有Mo與Si之混合靶(Mo含量相對於Mo與Si之合計含量為4%)用作濺鍍靶，於氬、氮、氧及氦之混合氣體環境(Ar：11.5sccm、N2 ：50sccm、O2 ：8.1sccm、He：100sccm)中，進行反應性濺鍍，藉此，形成膜厚74nm之包含MoSiON之相偏移膜。再者，該相偏移膜相對於ArF準分子雷射(波長193nm)，透射率為20%，相偏移量為177.4度。
繼而，於上述相偏移膜上，同樣使用DC磁控濺鍍裝置，且將鉻靶用作濺鍍靶，於氬、二氧化碳、氮及氦之混合氣體環境(Ar：18sccm、CO2 ：18.8sccm、N2 ：10sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.8kW之反應性濺鍍，形成膜厚28nm之包含CrOCN之背面抗反射層。
繼而，使用鉻靶，於氬、一氧化氮及氦之混合氣體環境(Ar：13sccm、NO：11.1sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.71kW之反應性濺鍍，形成膜厚7nm之包含CrON之遮光層。
繼而，使用鉻靶，於氬、氮、二氧化碳及氦之混合氣體環境(Ar：18sccm、N2 ：10sccm、CO2 ：18.8sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.8kW之反應性濺鍍，形成膜厚15nm之包含CrOCN之抗反射層。如此，形成總膜厚為50nm之包含背面抗反射層、遮光層及抗反射層之遮光膜。
其次，於上述遮光膜上，形成與實施例2相同之膜厚15nm之包含MoSiON的蝕刻遮罩膜及膜厚3nm之包含MoN之導電性遮罩膜。
於以上述方式製作之相偏移膜與遮光膜(背面抗反射層、遮光層及抗反射層)之積層構造中，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之反射率為18.8%，相對於來自透光性基板之背面側之回光而具有可抑制反射之抗反射功能。又，於上述相偏移膜與遮光膜之積層構造中，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之光學密度(OD：Optical Density)為3.0。
以上述方式製作本實施例中之半色調型相偏移遮罩基底。
利用所獲得之本實施例中之相偏移遮罩基底，與實施例2相同地製造相偏移遮罩。
所獲得之本實施例之相偏移遮罩中之相偏移膜圖案之CD線性為3nm，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。又，亦充分滿足CD均一性。又，如實施例1所述，改變導電性遮罩膜之材質，與實施例5相同地製作遮罩基底及光罩之後，任一個光罩均可獲得3nm~4nm之良好之CD線性之遮光膜圖案。進而，以上述各材質而將導電性遮罩膜之膜厚設為2nm，且將蝕刻遮罩膜之膜厚設為5nm，除此以外，與實施例5相同地製作各遮罩基底，使用上述各遮罩基底而製作光罩之後，任一個光罩之CD線性均未達5nm，其充分滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。亦充分滿足各個CD均一性。
(比較例1)
於包含石英玻璃之透光性基板上，使用連續式DC磁控濺鍍裝置，利用連續成膜而形成包含背面抗反射層及表面層(兼作為遮光層與抗反射層之層)之總膜厚為73nm之遮光膜。
首先，將鉻靶用作濺鍍靶，於氬與氮之混合氣體環境(Ar：72sccm、N2 ：28sccm)中，進行電力為1.7kW之反應性濺鍍，形成包含CrN之背面抗反射層。
繼而，使用鉻靶，於氬及甲烷之混合氣體、一氧化氮、以及氦之混合氣體環境(Ar+CH4 ：105sccm、NO：3sccm、He：40sccm)中，進行電力為1.7kW之反應性濺鍍，形成下層為CrCN層、上層為CrON層之雙層構造之表面層。
繼而，將含有Mo與Si之混合靶(Mo含量相對於Mo與Si之合計含量為9.5%)用作濺鍍靶，於氬、一氧化氮及氦之混合氣體環境(Ar：8sccm、NO：29sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.8kW之反應性濺鍍，藉此形成膜厚15nm之包含MoSiON之蝕刻遮罩膜。
於以上述方式製作之包含背面抗反射層與表面層之積層之遮光膜中，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之反射率為19.8%。又，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之光學密度(OD：Optical Density)為3.0。
以上述方式製作本比較例之二元遮罩基底。
利用所獲得之本比較例之二元遮罩基底，與實施例1相同地製造光罩。
所獲得之本比較例之光罩中之遮光膜圖案之CD線性為7nm，其不滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。又，CD均一性之偏差亦較大，不滿足所要求之值。
(比較例2)
於包含石英玻璃之透光性基板上，使用DC磁控濺鍍裝置，且將含有Mo與Si之混合靶(Mo含量相對於Mo與Si之合計含量為9.5%)用作濺鍍靶，於氬、氮及氦之混合氣體環境(Ar：9sccm、N2 ：81sccm、He：76sccm)中，進行電力為2.8kW之反應性濺鍍，藉此，形成膜厚69nm之包含MoSiN之相偏移膜。再者，該相偏移膜相對於ArF準分子雷射(波長193nm)，透射率為6%，相偏移量大致為180度。
繼而，於上述相偏移膜上，使用連續式DC磁控濺鍍裝置，利用連續成膜而形成包含背面抗反射層及表面層(兼作為遮光層與抗反射層之層)之總膜厚為59nm之遮光膜。
首先，將鉻靶用作濺鍍靶，於氬與氮之混合氣體環境(Ar：72sccm、N2 ：28sccm)中，進行電力為1.7kW之反應性濺鍍，形成包含CrN之背面抗反射層。
繼而，使用鉻靶，於氬及甲烷之混合氣體、一氧化氮、以及氦之混合氣體環境(Ar+CH4 ：95sccm、NO：5sccm、He：40sccm)中，進行電力為1.7kW之反應性濺鍍，形成下層為CrCN層、上層為CrON層之雙層構造之表面層。
繼而，將含有Mo與Si之混合靶(Mo含量相對於Mo與Si之合計含量為9.5%)用作濺鍍靶，於氬、一氧化氮及氦之混合氣體環境(Ar：8sccm、NO：29sccm、He：32sccm)中，進行電力為1.8kW之反應性濺鍍，藉此，形成膜厚12nm之包含MoSiON之蝕刻遮罩膜。
於以上述方式製作之相偏移膜與遮光膜(背面抗反射層及表面層)之積層構造中，相對於ArF準分子雷射(波長193nm)之光學密度(OD：Optical Density)為3.1。
以上述方式製作半色調型相偏移遮罩基底。
利用所獲得之本比較例之二元遮罩基底，與實施例2相同地製造光罩。
對於所獲得之本比較例之光罩而言，所形成之遮光膜圖案之CD線性為6nm，其不滿足DRAM半間距為32nm時之光罩所要求之值。又，CD均一性之偏差亦較大，不滿足所要求之值。
1．．．透光性基板
2．．．遮光膜
2a、2b．．．遮光膜圖案
3．．．蝕刻遮罩膜
3a．．．蝕刻遮罩膜圖案
4．．．導電性遮罩膜
4a．．．導電性遮罩膜圖案
5．．．電子束描繪用光阻膜
5a、5b．．．光阻圖案
6．．．相偏移膜
6a．．．相偏移膜圖案
10．．．遮罩基底
20．．．光罩
30．．．遮罩基底
40．．．相偏移遮罩
圖1係表示本發明之第1實施形態之遮罩基底之概略構成的剖面圖；
圖2A~圖2D係表示使用有圖1之遮罩基底之光罩之製造步驟的剖面圖；
圖3係表示本發明之第2實施形態之遮罩基底之概略構成的剖面圖；及
圖4A~圖4H係表示使用有圖3之遮罩基底之光罩之製造步驟的剖面圖。
1．．．透光性基板
2．．．遮光膜
3．．．蝕刻遮罩膜
4．．．導電性遮罩膜
5．．．電子束描繪用光阻膜
10．．．遮罩基底

Claims (19)

  1. 一種遮罩基底，其特徵在於：於透光性基板上，具有由以鉻作為主成分之材料而形成之遮光膜，當於該遮光膜上形成轉印用圖案時使用電子束描繪用光阻膜，該遮罩基底包含：蝕刻遮罩膜，其具有由設置於上述遮光膜之上面之積層膜所構成之硬質遮罩膜，且上述硬質遮罩膜係由含有矽、及可藉由氟系氣體進行乾式蝕刻之材料而形成；以及導電性遮罩膜，其設置於上述蝕刻遮罩膜之上面，且係由非矽、及可藉由氟系氣體進行乾式蝕刻之導電性材料所形成。
  2. 如請求項1之遮罩基底，其中上述導電性遮罩膜係由含有鉬、鈦、釩、鈮及鎢中之一種以上之成分、或其氮化物之導電性材料而形成。
  3. 如請求項1之遮罩基底，其中上述導電性材料係選自於由MoN、TiN、VN、NbN、WN、Mo、Ti、V及Nb所組成之群。
  4. 如請求項1之遮罩基底，其中上述導電性遮罩膜係藉由氯氣亦可進行乾式蝕刻之導電性材料而形成。
  5. 如請求項1之遮罩基底，其中上述蝕刻遮罩膜係具有作為抗反射膜之功能。
  6. 如請求項1之遮罩基底，其中 上述導電性遮罩膜之膜厚為2nm~20nm。
  7. 如請求項1之遮罩基底，其中上述蝕刻遮罩膜與上述導電性遮罩膜之積層膜具有7nm~32nm之膜厚。
  8. 如請求項1之遮罩基底，其中上述蝕刻遮罩膜係由含有上述矽、與氮及氧中之至少一方之材料所構成。
  9. 如請求項1之遮罩基底，其中上述蝕刻遮罩膜係選自於由SiN、SiON、MoSiN及MoSiON所組成之群。
  10. 如請求項1之遮罩基底，其中於上述導電性遮罩膜之上面，形成有膜厚為50nm~300nm之電子束描繪用光阻膜。
  11. 如請求項1之遮罩基底，其中上述透光性基板與遮光膜之間，具有相偏移膜。
  12. 如請求項11之遮罩基底，其中上述導電性遮罩膜係由含有鉭、鉬、鈦、釩、鈮及鎢中之一種以上之成分、或其氮化物之導電性材料而形成。
  13. 如請求項12之遮罩基底，其中上述導電性材料係選自於由TaN、MoN、TiN、VN、NbN、WN、Ta、Mo、Ti、V及Nb所組成之群。
  14. 如請求項11之遮罩基底，其中上述相偏移膜係由含有矽化鉬之氧化物、氮化物或氮 氧化物中之任一種的材料而形成。
  15. 如請求項11之遮罩基底，其中上述遮光膜係於表層部包含抗反射功能層。
  16. 如請求項15之遮罩基底，其中上述抗反射功能層係選自於由CrON、CrO、CrCO及CrCON所組成之群。
  17. 一種轉印用遮罩之製造方法，其特徵在於：其係使用如請求項1之遮罩基底之轉印用遮罩之製造方法，其中包含如下步驟：對於上述遮罩基底中之電子束描繪用光阻膜進行電子束描繪及顯影處理而形成光阻圖案；將上述光阻圖案作為遮罩，利用氟系氣體而對上述導電性遮罩膜及上述蝕刻遮罩膜進行乾式蝕刻，形成導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案；以及將上述導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案作為遮罩，利用氯與氧之混合氣體而對上述遮光膜進行乾式蝕刻，形成遮光膜圖案。
  18. 如請求項17之轉印用遮罩之製造方法，其中將上述導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案作為遮罩，利用氯與氧之混合氣體而對上述遮光膜進行乾式蝕刻，形成遮光膜圖案，且除去上述導電性遮罩膜圖案。
  19. 如請求項17之轉印用遮罩之製造方法，其中進而包含如下步驟： 將上述遮光膜圖案作為遮罩，利用氟系氣體而對上述相偏移膜進行乾式蝕刻，形成相偏移膜圖案，且除去上述導電性遮罩膜圖案及蝕刻遮罩膜圖案。
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