TWI768050B - 光罩基底、轉印用光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

光罩基底、轉印用光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種於進行EB缺陷修正之情形時可抑制透光性基板之表面粗糙之產生，且可抑制於遮光膜之圖案產生自發性蝕刻之光罩基底、轉印用光罩之製造方法、及半導體裝置之製造方法。 本發明之光罩基底係於透光性基板上具備用以形成轉印圖案之遮光膜，遮光膜係由包含矽及氮之材料、或進而包含選自半金屬元素及非金屬元素之1種以上之元素之材料形成，遮光膜之除與透光性基板之界面之附近區域及遮光膜之與透光性基板相反側之表層區域以外之內部區域中之Si3 N4 鍵之存在數除以Si3 N4 鍵、Sia Nb 鍵(其中，b/[a+b]＜4/7)及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下，遮光膜之內部區域中之Sia Nb 鍵之存在數除以Si3 N4 鍵、Sia Nb 鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上。

Description

光罩基底、轉印用光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種光罩基底、及使用該光罩基底製造之轉印用光罩之製造方法。又，本發明係關於一種使用上述轉印用光罩之半導體裝置之製造方法。
於半導體裝置之製造步驟中，使用光微影法形成微細圖案。又，於形成該微細圖案時通常使用多片轉印用光罩。於使半導體裝置之圖案微細化時，除形成於轉印用光罩之光罩圖案之微細化以外，還需進行於光微影法中使用之曝光光源之波長之短波長化。近年來，製造半導體裝置時之曝光光源應用ArF準分子雷射(波長193nm)之情況不斷增多。
於轉印用光罩中有各種種類，但其中二元光罩及半色調型相移光罩被廣泛使用。先前之二元光罩通常係於透光性基板上具備包含鉻系材料之遮光膜圖案者，但近年來，開始使用利用過渡金屬矽化物系材料形成有遮 光膜之二元光罩。然而，如專利文獻1所揭示般，近年來可知，過渡金屬矽化物系材料之遮光膜對ArF準分子雷射之曝光之光(ArF曝光之光)之耐性(所謂ArF耐光性)較低。於專利文獻1中，進行藉由將使過渡金屬矽化物中含有碳或氫之材料應用於遮光膜而提高ArF耐光性。
另一方面，於專利文獻2中，揭示有具備SiNx之相移膜之相移光罩。於專利文獻3中，記載有確認了SiNx之相移膜具有較高之ArF耐光性。另一方面，於專利文獻4中揭示有一面對遮光膜之黑點缺陷部分供給二氟代氙(XeF2)氣體，一面對該部分照射電子線，藉此將黑點缺陷部分蝕刻去除之缺陷修正技術(以下，將此種照射電子線等帶電粒子而進行之缺陷修正簡稱為EB缺陷修正)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開2010/092899公報
[專利文獻2]日本專利特開平8-220731號公報
[專利文獻3]日本專利特開2014-137388號公報
[專利文獻4]日本專利特表2004-537758號公報
已知如專利文獻2或專利文獻3所揭示之由不含過渡金屬之含有矽及氮之材料(以下稱為SiN系材料)所構成之相移膜之ArF耐光性較高。本發明 者們嘗試於二元光罩之遮光膜中應用該SiN系材料，結果能提高遮光膜之ArF耐光性。然而，經對SiN系材料之遮光膜之圖案中發現之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正，結果可知會產生2個較大之問題。
1個較大之問題係於進行EB缺陷修正將遮光膜之黑點缺陷部分去除時，存在黑點缺陷之區域之透光性基板之表面會大幅變得粗糙(表面粗糙度大幅地劣化)。EB缺陷修正後之二元光罩中之表面變得粗糙之區域係成為使ArF曝光之光透過之透光部之區域。若透光部之基板之表面粗糙度大幅地劣化，則容易產生ArF曝光之光之透過率之降低或漫反射等，此種二元光罩於設置於曝光裝置之光罩平台並用於曝光轉印時會導致轉印精度之大幅降低。
另一較大之問題係於進行EB缺陷修正將遮光膜之黑點缺陷部分去除時，存在於黑點缺陷部分之周圍之遮光膜圖案會自側壁被蝕刻(將該現象稱為自發性蝕刻)。於產生自發性蝕刻之情形時，會產生遮光膜圖案較EB缺陷修正前之寬度大幅地變細之情況。於EB缺陷修正前之階段寬度較細之遮光膜圖案之情形時，亦有產生圖案之脫落或消失之虞。具備此種容易產生自發性蝕刻之遮光膜之圖案之二元光罩於設置於曝光裝置之光罩平台並用於曝光轉印時，會導致轉印精度之大幅降低。
因此，本發明係為了解決先前之課題而完成者，其目的在於提供一種於對利用SiN系材料形成之遮光膜之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時可抑制透光性基板之表面粗糙之產生且可抑制於遮光膜之圖案中產生 自發性蝕刻之光罩基底。又，本發明之目的在於提供一種使用該光罩基底之轉印用光罩之製造方法。進而，本發明之目的在於提供一種使用該轉印用光罩之半導體裝置之製造方法。
為了達成上述課題，本發明具有以下構成。
(構成1)
一種光罩基底，其特徵在於：其係於透光性基板上具備用以形成轉印圖案之遮光膜者，上述遮光膜由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素之1種以上之元素、矽及氮之材料形成，上述遮光膜之除與上述透光性基板之界面之附近區域及上述遮光膜之與上述透光性基板相反側之表層區域以外之內部區域中之Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵(其中，b/[a+b]<4/7)及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下，上述遮光膜之上述內部區域中之SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上。
(構成2)
如構成1之光罩基底，其特徵在於：上述遮光膜之除上述表層區域以外之區域之含氧量為10原子%以下。
(構成3)
如構成1或2之光罩基底，其特徵在於：上述表層區域係跨及上述遮光膜中之自與上述透光性基板相反側之表面至朝向上述透光性基板側5nm之深度之範圍之區域。
(構成4)
如構成1至3中任一項之光罩基底，其特徵在於：上述附近區域係跨及自與上述透光性基板之界面至朝向上述表層區域側5nm之深度之範圍之區域。
(構成5)
如構成1至4中任一項之光罩基底，其特徵在於：上述遮光膜係由包含矽、氮及非金屬元素之材料形成。
(構成6)
如構成1至5中任一項之光罩基底，其特徵在於：上述表層區域較上述遮光膜之除表層區域以外之區域含氧量多。
(構成7)
如構成1至6中任一項之光罩基底，其特徵在於：上述遮光膜相對於ArF準分子雷射之曝光之光之光學密度為2.5以上。
(構成8)
如構成1至7中任一項之光罩基底，其特徵在於：上述遮光膜與上述透光性基板之主表面相接而設置。
(構成9)
一種轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：其係使用構成1至8中任一項之光罩基底者，且包括藉由乾式蝕刻於上述遮光膜形成轉印圖案之步驟。
(構成10)
一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟，即，使用利用如構成9之轉印用光罩之製造方法製造之轉印用光罩，將轉印圖案曝光轉印於半導體基板上之抗蝕劑膜。
本發明之光罩基底於對利用SiN系材料形成之遮光膜圖案之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時，可抑制透光性基板之表面粗糙之產生，且可抑制遮光膜圖案產生自發性蝕刻。
本發明之轉印用光罩之製造方法於在其轉印用光罩之製造中途對遮光膜圖案之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時，亦可抑制透光性基板之表面粗糙之產生，且可抑制於黑點缺陷部分附近之遮光膜圖案產生自發性蝕刻。
因此，利用本發明之轉印用光罩之製造方法製造之轉印用光罩成為轉印精度較高之轉印用光罩。
1:透光性基板
2:遮光膜
2a:遮光膜圖案
3:硬質光罩膜
3a:硬質光罩圖案
4a:抗蝕劑圖案
21:基板附近區域
22:內部區域
23:表層區域
100:光罩基底
200:轉印用光罩(二元光罩)
圖1係表示對本發明之實施例1之光罩基底之遮光膜之內部區域進行X射線光電子光譜分析所得之結果之圖。
圖2係表示對本發明之實施例3之光罩基底之遮光膜之內部區域進行X射線光電子光譜分析所得之結果之圖。
圖3係表示對本發明之實施例5之光罩基底之遮光膜之內部區域進行X射線光電子光譜分析所得之結果之圖。
圖4係表示對本發明之比較例1之光罩基底之遮光膜之內部區域進行X射線光電子光譜分析所得之結果之圖。
圖5係表示本發明之實施形態中之光罩基底之構成之剖視圖。
圖6(a)~(f)係表示本發明之實施形態中之轉印用光罩之製造步驟之剖視圖。
首先，敍述本發明之完成經過。
本發明者們對當對利用SiN系材料形成之遮光膜之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時，抑制了透光性基板之表面粗糙之產生且抑制了於遮光膜之圖案產生自發性蝕刻之遮光膜的構成進行了銳意研究。首先，對利用SiN系材料形成之相移膜之圖案進行了EB缺陷修正，結果，存在修正 速率大幅地緩慢之問題，但並未產生與自發性蝕刻相關之實質之問題。
於EB缺陷修正中使用之XeF2氣體作為對矽系材料進行等向性蝕刻時之非激發態之蝕刻氣體而被周知。該蝕刻係以非激發態之XeF2氣體向矽系材料之表面吸附、分離為Xe及F、矽之高次氟化物之生成、揮發之製程進行。於對矽系材料之薄膜圖案之EB缺陷修正中，對薄膜圖案之黑點缺陷部分供給XeF2氣體等非激發態之氟系氣體，使該氟系氣體吸附於黑點缺陷部分之表面之後，對黑點缺陷部分照射電子線。藉此，黑點缺陷部分之矽激發而促進與氟之鍵結，較不照射電子線之情形更大幅地快速成為矽之高次氟化物並揮發。由於難以使氟系氣體不吸附於黑點缺陷部分之周圍之薄膜圖案，故而於EB缺陷修正時，黑點缺陷部分之周圍之薄膜圖案亦被蝕刻。於蝕刻與氮鍵結之矽之情形時，為了使XeF2氣體之氟與矽鍵結而生成矽之高次氟化物，必須將矽與氮之鍵結切斷。由於被照射了電子線之黑點缺陷部分之矽被激發，故而容易切斷與氮之鍵結而與氟鍵結並揮發。另一方面，未與其他元素鍵結之矽可以說係容易與氟鍵結之狀態。因此，未與其他元素鍵結之矽即便係未受到電子線之照射而未激發之狀態者、或係黑點缺陷部分之周邊之遮光膜圖案且略微受到電子線之照射之影響之程度者，亦有容易與氟鍵結並揮發之傾向。推測其係自發性蝕刻之產生機制。
由於矽膜對ArF曝光之光之折射率n大幅地較小且消光係數k較大，故而，不適合相移膜之材料。SiN系材料中之含有較多之氮而增大折射率n且減小了消光係數k之SiN系材料適合相移膜之材料。可以說此種利用SiN 系材料形成之相移膜之膜中之矽與氮鍵結之比率較高，未與其他元素鍵結之矽之比率大幅地較低。因此，認為此種利用SiN系材料形成之相移膜於EB缺陷修正時實質上未產生自發性蝕刻之問題。另一方面，要求二元光罩之遮光膜具有對ArF曝光之光之較高之遮光性能、即特定以上之光學密度(OD：Optical Density)，並且厚度較薄。因此，遮光膜之材料要求為消光係數k較大之材料。根據該等情況可知，用於遮光膜之SiN系材料之含氮量較用於相移膜之SiN系材料大幅地較少。而且，可以說SiN系材料之遮光膜之膜中之矽與氮鍵結之比率較低，未與其他元素鍵結之矽之比率較高。因此，認為SiN系材料之遮光膜於EB缺陷修正時容易產生自發性蝕刻之問題。
其次，本發明者們研究了增加形成遮光膜之SiN系材料之含氮量之問題。若如相移膜之SiN系材料般大幅地增加含氮量，則必須使消光係數k大幅地變小，使遮光膜之厚度大幅地變厚，EB缺陷修正時之修正速率降低。考慮到該等問題，於透光性基板上形成於某種程度上增加了含氮量之SiN系材料之遮光膜，而嘗試進行EB缺陷修正。其結果，該遮光膜之黑點缺陷部分之修正速率足夠大，且可抑制自發性蝕刻之產生，但於修正後之透光性基板之表面產生了顯著之粗糙。遮光膜之黑點缺陷部分之修正速率足夠大則與透光性基板之間之蝕刻選擇性變得足夠高，應不會產生如使透光性基板之表面顯著地粗糙之情況。
本發明者們進而進行銳意研究，結果查明若形成遮光膜之SiN系材料中之Si3N4鍵之存在比率變大，則EB缺陷修正時之透光性基板之表面之粗 糙變得顯著。認為SiN系材料之內部主要存在作為未與矽以外之元素鍵結之狀態之Si-Si鍵、作為化學計量穩定之鍵結狀態之Si3N4鍵、及作為相對不穩定之鍵結狀態之SiaNb鍵(其中，b/[a+b]<4/7，以下同樣)。Si3N4鍵由於矽與氮之鍵結能尤其高，故而與Si-Si鍵或SiaNb鍵相比，於照射電子線使矽激發時，矽不易切斷與氮之鍵結而生成與氟鍵結之高次之氟化物。又，由於形成遮光膜之SiN系材料與形成相移膜之SiN系材料相比含氮量較少，故而有材料中之Si3N4鍵之存在比率較低之傾向。
根據該等情況，本發明者們進行了以下假設。即，認為於如遮光膜之膜中之Si3N4鍵之存在比率較低之情形時，俯視遮光膜(黑點缺陷部分)時之Si3N4鍵之分佈變得分散(不均勻)。若對此種遮光膜之黑點缺陷部分自上方照射電子線進行EB缺陷修正，則相對於Si-Si鍵與SiaNb鍵之矽早早地與氟鍵結並揮發，Si3N4鍵之矽切斷與氮之鍵結需要較多之能量，因此，與氟鍵結並至揮發為止花費時間。因此，黑點缺陷部分之膜厚方向之去除量於俯視下產生較大之差。若於此種俯視下之去除量之差於膜厚方向之各部位產生之狀態下繼續進行EB缺陷修正，則於被照射電子線之黑點缺陷部分，會產生EB缺陷修正早早地到達至透光性基板而透光性基板之表面露出之區域、及EB缺陷修正未到達至透光性基板而黑點缺陷部分仍殘留於透光性基板之表面上之區域。而且，僅對該殘留有黑點缺陷部分之區域照射電子線於技術上較困難，因此，於繼續進行去除殘留有黑點缺陷部分之區域之EB缺陷修正之期間，透光性基板之表面露出之區域亦持續受到電子線之照射。由於透光性基板相對於EB缺陷修正並非完全不會被蝕刻，故而，至EB缺陷修正完成為止，透光性基板之表面被破壞。
另一方面，由於SiN系材料之相移膜之含氮量較多，故而膜中之Si3N4鍵之存在比率相對較高。因此，認為EB缺陷修正時之修正速率會大幅地變慢，但相移膜(黑點缺陷部分)之俯視時之Si3N4鍵之分佈相對較均勻，不易變得分散，因此，不易產生透光性基板之表面粗糙之問題。
基於該假設進行銳意研究之後查明，若形成遮光膜之SiN系材料中之Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為一定值以下，則於對該遮光膜之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正時，可使存在黑點缺陷部分之區域之透光性基板之表面粗糙降低至對作為轉印用光罩使用時之曝光轉印時無實質影響之程度。SiN系材料之遮光膜無法避免於大氣中露出之側之表層區域(與透光性基板相反側之表層區域)之氧化。然而，該表層之氧化係於俯視下大致均等地進行，與氧鍵結之矽相較於與氮鍵結之矽，切斷鍵結而與氟鍵結需要較多之能量。根據該等情況，該氧化之表層區域之俯視時之Si3N4鍵之不均勻性對EB缺陷修正時之俯視下之去除量之不均勻之影響較小。進而，對於與透光性基板之界面之附近區域，推定與除該附近區域及表層區域以外之內部區域同樣地構成，但即便進行如拉塞福逆散射譜法(RBS：Rutherford Back-Scattering Spectrometry)或X射線光電子光譜分析(XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)之組成分析，亦不可避免地受到透光性基板之組成之影響，故而，對組成或鍵之存在數之數值之特定較困難。又，即便該附近區域內的Si3N4鍵之分佈不均勻，由於相對於遮光膜之整體膜厚之比率較小，故而其影響較小。由此，可以說若遮光膜之除與透光性基板之界面之附近區域及與透光性基板相反側之表層區域以外之內部區域中之Si3N4鍵 之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵(其中，b/[a+b]<4/7)及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下，則可大幅地抑制與EB缺陷修正相關之透光性基板之表面粗糙。
進而，亦查明了若遮光膜之內部區域中之SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上，則於遮光膜之內部區域中存在一定比率以上與氮鍵結之矽，而可大幅地抑制於對該遮光膜之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正時，於黑點缺陷部分之周圍之遮光膜之圖案側壁產生自發性蝕刻。
本發明係作為以上銳意研究之結果而完成者。
其次，對本發明之實施形態進行說明。
圖5係表示本發明之實施形態之光罩基底100之構成之剖視圖。
圖5所示之光罩基底100具有於透光性基板1上依序積層有遮光膜2及硬質光罩膜3之構造。
[[透光性基板]]
透光性基板1包含含有矽及氧之材料，可由合成石英玻璃、石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、低熱膨脹玻璃(SiO2-TiO2玻璃等)等玻璃材料形成。其等之中，合成石英玻璃對ArF曝光之光之透過率較高，作為形成光罩基底之透光性基板之材料尤其較佳。
[[遮光膜]]
遮光膜2係由氮化矽系材料形成之單層膜。本發明中之氮化矽系材料係包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素之1種以上之元素、矽、及氮之材料。又，藉由設為單層膜，製造步驟數變少而生產效率變高，並且包含缺陷之製造時之品質管理變得容易。又，遮光膜2由於係由氮化矽系材料形成，故而ArF耐光性較高。
遮光膜2除矽以外，亦可含有任一種半金屬元素。該半金屬元素之中，若含有選自硼、鍺、銻及碲之1種以上之元素，則可期待提高用作濺鍍靶之矽之導電性，故而較佳。
又，遮光膜2除氮以外亦可含有任一種非金屬元素。本發明中之非金屬元素係指包含狹義之非金屬元素(氮、碳、氧、磷、硫、硒、氫)、鹵素(氟、氯、溴、碘等)及稀有氣體者。該非金屬元素之中，較佳為使之含有選自碳、氟及氫之1種以上之元素。遮光膜2除下述表層區域23以外，較佳為將氧之含量抑制為10原子%以下，更佳為設為5原子%以下，進而較佳為不積極地含氧(於利用X射線光電子光譜分析等進行組成分析時為檢測下限值以下)。若遮光膜2之含氧量較多，則進行EB缺陷修正時之修正速率會大幅地變慢。
稀有氣體係可藉由於利用反應性濺鍍成膜遮光膜2時存在於成膜室內而增大成膜速度且提高生產性之元素。藉由該稀有氣體電漿化且與靶碰撞，靶構成元素自靶飛出，中途，一面捕捉反應性氣體一面於透光性基板1上形成遮光膜2。於該靶構成元素自靶飛出且附著於透光性基板1為止之 期間，略微捕捉成膜室中之稀有氣體。作為較佳地作為該反應性濺鍍所需之稀有氣體者，可列舉氬、氪、氙。又，為了緩和遮光膜2之應力，亦可將原子量較小之氦、氖積極地捕捉入遮光膜2。
較佳為遮光膜2係由包含矽及氮之材料形成。稀有氣體如上所述般於利用反應性濺鍍成膜遮光膜2時被略微捕捉。然而，稀有氣體係即便對遮光膜2進行如拉塞福逆散射譜法(RBS：Rutherford Back-Scattering Spectrometry)或X射線光電子光譜分析(XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)之組成分析亦不易檢測出之元素。因此，可視為於上述包含矽及氮之材料中亦包含含有稀有氣體之材料。
遮光膜2之內部自透光性基板1側起按照基板附近區域(附近區域)21、內部區域22及表層區域23之順序分為3個區域。基板附近區域21係跨及自遮光膜2與透光性基板1之界面至朝向與透光性基板1相反側之表面側(即，表層區域23側)5nm之深度(更佳為4nm之深度，進而較佳為3nm之深度)之範圍之區域。於相對於該基板附近區域21進行X射線光電子光譜分析之情形時，容易受到位於其下之透光性基板1之影響，所取得之基板附近區域21之Si2p窄譜中之光電子強度之最大波峰之精度較低。
表層區域23係跨及自與透光性基板1相反側之表面至朝向透光性基板1側5nm之深度(更佳為4nm之深度，進而較佳為3nm之深度)之範圍之區域。表層區域23由於係包含自遮光膜2之表面捕捉入之氧之區域，故而具有於膜之厚度方向上含氧量組成傾斜之構造(具有隨著遠離透光性基板1， 膜中之含氧量增加之組成梯度之構造)。即，表層區域23之含氧量較內部區域22多。因此，不易產生該氧化之表層區域23之EB缺陷修正時之俯視下之去除量之不均勻。
內部區域22係除基板附近區域21及表層區域23以外之遮光膜2之區域。於該內部區域22中，以Si3N4鍵、SiaNb鍵(其中，b/[a+b]<4/7)及Si-Si鍵之合計存在數除Si3N4鍵之存在數後所得之比率為0.04以下，以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數除SiaNb鍵之存在數後所得之比率為0.1以上。對於該等方面，使用圖1~圖3於下文中進行敍述。此處，於內部區域22，較佳為矽及氮之合計含量為97原子%以上，更佳為係由98原子%以上之材料形成。另一方面，較佳為內部區域22之構成該內部區域22之各元素之含量之膜厚方向上之差均為未達10%。其係為了縮小於EB缺陷修正中去除內部區域22時之修正速率之差異。
與透光性基板之界面之基板附近區域21即便進行如拉塞福逆散射譜法(RBS：Rutherford Back-Scattering Spectrometry)或X射線光電子光譜分析(XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)之組成分析，由於不可避免地受到透光性基板之組成之影響，故而對組成或鍵之存在數之數值之特定亦較困難。然而，推定與上述內部區域22同樣地構成。
出於利用蝕刻形成圖案時之圖案邊緣粗糙度變得良好等之理由，遮光膜2最佳為非晶形構造。於係難以將遮光膜2設為非晶形構造之組成之情形時，較佳為非晶形構造與微晶構造混合存在之狀態。
遮光膜2之厚度為80nm以下，較佳為70nm以下，更佳為60nm以下。若厚度為80nm以下，則容易形成微細之遮光膜之圖案，又，亦減輕自具有該遮光膜之光罩基底製造轉印用光罩時之負荷。又，遮光膜2之厚度較佳為40nm以上，更佳為45nm以上。若厚度未達40nm，則不易獲得相對於ArF曝光之光之充分之遮光性能。另一方面，內部區域22之厚度相對於遮光膜2之整體之厚度之比率較佳為0.7以上，更佳為0.75以上。
遮光膜2相對於ArF曝光之光之光學密度較佳為2.5以上，更佳為3.0以上。若光學密度為2.5以上則可獲得充分之遮光性能。因此，於使用利用該光罩基底製造之轉印用光罩進行曝光時，容易獲得其投影光學影像(轉印像)之充分之對比度。又，遮光膜2相對於ArF曝光之光之光學密度較佳為4.0以下，更佳為3.5以下。若光學密度超過4.0，則遮光膜2之膜厚變厚，不易形成微細之遮光膜之圖案。
再者，遮光膜2之與透光性基板1相反側之表層之氧化不斷進行。因此，該遮光膜2之表層與其以外之遮光膜2之區域之組成不同，光學特性亦不同。
又，亦可於遮光膜2之上部積層有抗反射膜。抗反射膜包含自表面捕捉入之氧，由於含有較遮光膜2更多之氧，故而不易產生EB缺陷修正時之俯視下之去除量之不均勻。
於上述X射線光電子光譜分析中，作為對遮光膜2照射之X射線，可 應用AlK α線及MgK α線之任一者，但較佳為使用AlK α線。再者，於本說明書中對進行使用AlK α線之X射線之X射線光電子光譜分析之情形進行敍述。
一般而言，對遮光膜2進行X射線光電子光譜分析而取得Si2p窄譜之方法係按照以下順序進行。即，首先，進行以寬幅之鍵結能之頻帶寬度取得光電子強度(來自照射了X射線之測定對象物之每單位時間之光電子之釋出數)之寬掃描而取得寬譜，特定來自該遮光膜2之構成元素之波峰。其後，以注目之波峰(於此情形時為Si2p)之周圍之頻帶寬度進行較寬掃描分解能更高但可取得之鍵結能之頻帶寬度更窄之窄掃描，藉此取得窄譜。另一方面，於本發明中使用X射線光電子光譜分析之測定對象物即遮光膜2之構成元素預先可知。又，本發明所必需之窄譜限於Si2p窄譜或N1s窄譜。因此，於本發明之情形時，亦可省略寬譜之取得步驟而取得Si2p窄譜。
較佳為對遮光膜2進行X射線光電子光譜分析而取得之Si2p窄譜中之光電子強度之最大波峰係鍵結能為97[eV]以上且103[eV]以下之範圍中之最大波峰。其原因在於：有該鍵結能之範圍外之波峰並非自Si-N鍵釋出之光電子之虞。
遮光膜2係藉由濺鍍而形成，但可應用DC濺鍍、RF濺鍍及離子束濺鍍等任一種濺鍍。於使用導電性較低之靶(矽靶、不含半金屬元素或含量較少之矽化合物靶等)之情形時，較佳為應用RF濺鍍或離子束濺鍍，但若 考慮成膜速率，則更佳為應用RF濺鍍。較佳為製造光罩基底100之方法至少包括如下步驟，即，使用矽靶或包含除矽之外還含有選自半金屬元素及非金屬元素之1種以上之元素之材料之靶，藉由包含氮系氣體及稀有氣體之濺鍍氣體中之反應性濺鍍，於透光性基板1上形成遮光膜2。
遮光膜2之光學密度並非僅由該遮光膜2之組成決定。該遮光膜2之膜密度及結晶狀態等亦係左右光學密度之要素。因此，調整藉由反應性濺鍍成膜遮光膜2時之各條件，以相對於ArF曝光之光之光學密度屬於規定值之方式成膜。為了將遮光膜2之光學密度設為規定之範圍，並不限於在藉由反應性濺鍍成膜時調整稀有氣體與反應性氣體之混合氣體之比率。涉及藉由反應性濺鍍成膜時之成膜室內之壓力、對靶施加之電力、靶與透光性基板之間之距離等位置關係等多方面。又，該等成膜條件係成膜裝置固有者，可適當調整以使形成之遮光膜2成為所需之光學密度。
於形成遮光膜2時用作濺鍍氣體之氮系氣體只要係含有氮之氣體則可應用任一種氣體。如上所述，遮光膜2較佳為除其表層以外將含氧量抑制為較低，因此，較佳為應用不含氧之氮系氣體，更佳為應用氮氣(N2)。又，於形成遮光膜2時用作濺鍍氣體之稀有氣體之種類無限制，但較佳為使用氬、氪、氙。又，為了緩和遮光膜2之應力，可將原子量較小之氦、氖積極地引入遮光膜2。
[[硬質光罩膜]]
於具備遮光膜2之光罩基底100中，亦可設為於遮光膜2之上進而積層 有由對蝕刻遮光膜2時使用之蝕刻氣體具有蝕刻選擇性之材料形成之硬質光罩膜3之構成。由於遮光膜2需要確保特定之光學密度，故而減少其厚度存在極限。硬質光罩膜3只要具有於直至在其正下方之遮光膜2形成圖案之乾式蝕刻結束為止之期間可作為蝕刻光罩發揮功能之膜厚即可，基本上不受光學特性之限制。因此，可使硬質光罩膜3之厚度較遮光膜2之厚度大幅地變薄。而且，有機系材料之抗蝕劑膜只要具有於直至在該硬質光罩膜3形成圖案之乾式蝕刻結束為止之期間作為蝕刻光罩發揮功能之膜厚即可，因此，可較先前更大幅地使抗蝕劑膜之厚度變薄。因此，可抑制抗蝕劑圖案崩塌等問題。
較佳為硬質光罩膜3係由含有鉻(Cr)之材料形成。含有鉻之材料相對於使用SF6等氟系氣體之乾式蝕刻具有特別高之乾式蝕刻耐性。一般而言，包含含有鉻之材料之薄膜係藉由利用氯系氣體與氧氣之混合氣體之乾式蝕刻而被圖案化。然而，由於該乾式蝕刻之各向異性不高，故而於使包含含有鉻之材料之薄膜圖案化時之乾式蝕刻時，向圖案之側壁方向之蝕刻(側蝕刻)容易進行。
於將含有鉻之材料用於遮光膜之情形時，由於遮光膜2之膜厚相對較厚，故而於遮光膜2之乾式蝕刻時會產生側蝕刻之問題，但於作為硬質光罩膜3使用含有鉻之材料之情形時，由於硬質光罩膜3之膜厚相對較薄，故而不易產生由側蝕刻引起之問題。
作為含有鉻之材料，除鉻金屬以外，可列舉於鉻中含有選自氧、氮、碳、硼及氟之1種以上之元素之材料、例如CrN、CrC、CrON、 CrCO、CrCON等。若於鉻金屬中添加該等元素，則該膜容易變為非晶形構造之膜，該膜之表面粗糙度及對遮光膜2進行乾式蝕刻時之線邊緣粗糙度得以抑制，故而較佳。
又，就硬質光罩膜3之乾式蝕刻之觀點而言，亦較佳為，作為形成硬質光罩膜3之材料使用於鉻中含有選自氧、氮、碳、硼及氟之1種以上之元素之材料。
鉻系材料係利用氯系氣體與氧氣之混合氣體蝕刻，但鉻金屬相對於該蝕刻氣體之蝕刻速率不高。藉由使鉻含有選自氧、氮、碳、硼及氟之1種以上之元素，可提高相對於氯系氣體與氧氣之混合氣體之蝕刻氣體之蝕刻速率。
再者，包含CrCO之硬質光罩膜3相對於利用氯系氣體與氧氣之混合氣體之乾式蝕刻，不含側蝕刻容易變大之氮，含有抑制側蝕刻之碳，進而含有蝕刻速率提昇之氧，故而特佳。又，亦可使形成硬質光罩膜3之含有鉻之材料含有銦、鉬及錫中之1種以上之元素。藉由含有銦、鉬及錫中之1種以上之元素，可進一步提高相對於氯系氣體與氧氣之混合氣體之蝕刻速率。
於光罩基底100中，較佳為與硬質光罩膜3之表面相接，有機系材料之抗蝕劑膜以100nm以下之膜厚形成。於與DRAM hp32 nm代對應之微細圖案之情形時，有於應形成於硬質光罩膜3之轉印圖案設置線寬為40nm之SRAF(Sub-Resolution Assist Feature)之情況。然而，於此情形時， 抗蝕劑圖案之剖面縱橫比亦可降低為1：2.5，故而可抑制於抗蝕劑膜之顯影時、沖洗時等抗蝕劑圖案倒塌或脫離。再者，更佳為抗蝕劑膜之膜厚為80nm以下。
於光罩基底100中亦可不設置硬質光罩膜3而與遮光膜2相接地直接形成抗蝕劑膜。於此情形時，構造簡單，且於製造轉印用光罩時亦不需要硬質光罩膜3之乾式蝕刻，故而可減少製造步驟數。再者，於此情形時，較佳為對遮光膜2進行HMDS(hexamethyldisilazane，六甲基二矽氮烷)等表面處理之後形成抗蝕劑膜。
又，本發明之光罩基底如下述記載般係適於二元光罩用途之光罩基底，但並不限於二元光罩用，亦可用作Levenson型相移光罩用光罩基底、或CPL(Chromeless Phase Lithography，無鉻相位微影)光罩用光罩基底。
[轉印用光罩]
圖6表示自作為本發明之實施形態之光罩基底100製造轉印用光罩(二元光罩)200之步驟之剖面模式圖。
圖6所示之轉印用光罩200之製造方法之特徵在於：其係使用上述光罩基底100者，且包括如下步驟：藉由乾式蝕刻於硬質光罩膜3形成轉印圖案；藉由將具有轉印圖案之硬質光罩膜3(硬質光罩圖案3a)設為遮罩之乾式蝕刻而於遮光膜2形成轉印圖案；及將硬質光罩圖案3a去除。
以下，依照圖6所示之製造步驟，說明轉印用光罩200之製造方法之一例。再者，於該例中，遮光膜2應用含有矽及氮之材料，硬質光罩膜3應用含有鉻之材料。
首先，準備光罩基底100(參照圖6(a))，與硬質光罩膜3相接地藉由旋轉塗佈法形成抗蝕劑膜。其次，相對於抗蝕劑膜，曝光描繪應形成於遮光膜2之轉印圖案，進而進行顯影處理等特定之處理，而形成抗蝕劑圖案4a(參照圖6(b))。再者，此時，於電子線描繪之抗蝕劑圖案4a中，以於遮光膜2形成黑點缺陷之方式，除本來應形成之遮光膜圖案以外還預先施加有程式缺陷。
繼而，將抗蝕劑圖案4a設為遮罩，使用氯與氧之混合氣體等氯系氣體進行乾式蝕刻，於硬質光罩膜3形成圖案(硬質光罩圖案3a)(參照圖6(c))。作為氯系氣體，只要包含Cl則並無特別限制，例如，可列舉Cl2、SiCl2、CHCl3、CH2Cl2、BCl3等。於使用氯與氧之混合氣體之情形時，例如，較佳為將其氣體流量比設為Cl2：O2=4：1。
其次，使用灰化或抗蝕劑剝離液將抗蝕劑圖案4a去除(參照圖6(d))。
繼而，將硬質光罩圖案3a設為遮罩，使用氟系氣體進行乾式蝕刻，於遮光膜2形成圖案(遮光膜圖案2a)(參照圖6(e))。作為氟系氣體只要係包含F者即可使用，但較佳為SF6。除SF6以外，例如可列舉CHF3、CF4、C2F6、C4F8等，但包含C之氟系氣體對玻璃材料之透光性基板1之蝕刻速 率相對較高。SF6對透光性基板1之損傷較小，故而較佳。再者，若於SF6加入He等則進而較佳。
其後，使用鉻蝕刻液將硬質光罩圖案3a去除，經過洗淨等特定之處理而獲得轉印用光罩200(參照圖6(f))。再者，該硬質光罩圖案3a之去除步驟亦可藉由使用氯與氧之混合氣體之乾式蝕刻進行。此處，作為鉻蝕刻液，可列舉包含硝酸鈰銨與過氯酸之混合物。
藉由圖6所示之製造方法製造之轉印用光罩200係於透光性基板1上具備具有轉印圖案之遮光膜2(遮光膜圖案2a)之二元光罩。藉由光罩檢查裝置對所製造之實施例1之轉印用光罩200進行光罩圖案之檢查，結果確認了於配置有程式缺陷之部位之遮光膜圖案2a存在黑點缺陷。因此，藉由EB缺陷修正將該黑點缺陷部分去除。
藉由以此方式製造轉印用光罩200，即便於該轉印用光罩200之製造中途對遮光膜圖案2a之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時，亦可抑制黑點缺陷部分附近之透光性基板1產生表面粗糙，且可抑制於遮光膜圖案2a產生自發性蝕刻。
再者，此處，說明了轉印用光罩200係二元光罩之情形，但本發明之轉印用光罩並不限於二元光罩，亦可對Levenson型相移光罩及CPL光罩應用。即，於Levenson型相移光罩之情形時，可於該遮光膜使用本發明之遮光膜。又，於CPL光罩之情形時，可主要於包含外周之遮光帶之區域使 用本發明之遮光膜。
進而，本發明之半導體裝置之製造方法之特徵在於：使用上述轉印用光罩200或使用上述光罩基底100製造之轉印用光罩200，將轉印圖案曝光轉印於半導體基板上之抗蝕劑膜。
本發明之轉印用光罩200或光罩基底100具有如上所述之效果，因此，於在將ArF準分子雷射設為曝光之光之曝光裝置之光罩平台安裝轉印用光罩200且將轉印圖案曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜時，能以較高之CD精度將轉印圖案轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜。因此，於將該抗蝕劑膜之圖案設為遮罩，對其下層膜進行乾式蝕刻而形成電路圖案之情形時，可形成無因精度不足引起之配線短路或斷線之高精度之電路圖案。
[實施例]
以下，藉由實施例進而具體地說明本發明之實施形態。
(實施例1) [光罩基底之製造]
準備由主表面之尺寸為約152mm×約152mm且厚度為約6.25mm之合成石英玻璃構成之透光性基板1。該透光性基板1之端面及主表面被研磨為特定之表面粗糙度，其後，實施特定之洗淨處理及乾燥處理。
其次，於單片式RF濺鍍裝置內設置透光性基板1，使用矽(Si)靶，將氬(Ar)、氮(N2)及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：N2：He=30：3：100)設 為濺鍍氣體，藉由利用RF電源之反應性濺鍍(RF濺鍍)，於透光性基板1上以50.0nm之厚度形成包含矽及氮之遮光膜2。又，濺鍍時之RF電源之電力設為1500W。
其次，以調整膜之應力為目的，對形成有該遮光膜2之透光性基板1於大氣中以加熱溫度500℃、處理時間1小時之條件進行加熱處理。
使用分光光度計(安捷倫科技公司製Cary4000)測定波長193nm中之加熱處理後之遮光膜2之光學密度(OD)，結果，其值為3.02。根據該結果，實施例1之光罩基底具有所需之較高之遮光性能。
於另一透光性基板之主表面上，以與上述實施例1之遮光膜2相同之成膜條件形成另一遮光膜，進而以相同條件進行加熱處理。其次，對該加熱處理後之另一透光性基板之遮光膜進行X射線光電子光譜分析。於該X射線光電子光譜分析中，重複對遮光膜之表面照射X射線(AlK α線：1486eV)並測定自該遮光膜釋出之光電子之強度，且藉由氬氣濺鍍將遮光膜之表面刻蝕約0.65nm之深度並對所刻蝕之區域之遮光膜照射X射線並測定自該區域釋出之光電子之強度之步驟，藉此，分別取得遮光膜之各深度中之Si2p窄譜。此處，所取得之Si2p窄譜由於透光性基板1為絕緣體，故而相對於在導電體上進行分析之情形之光譜能量略低地移位。為了修正該移位，進行與作為導電體之碳之波峰對應之修正(以下之實施例2~5、比較例1~2亦同樣)。
於該取得之Si2p窄譜中，分別包含Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之波峰。然後，使Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之各者之波峰位置、及半高全寬FWHM(full width at half maximum)固定，進行波峰分離。具體而言，將Si-Si鍵之波峰位置設為99.35eV，將SiaNb鍵之波峰位置設為100.6eV，將Si3N4鍵之波峰位置設為101.81eV，將各者之半高全寬FWHM設為1.71，進行波峰分離(以下之實施例2~5、比較例1~2亦同樣)。然後，對經波峰分離之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之各者之光譜分別算出減去利用分析裝置具備之公知之手法之演算法算出之背景後所得之面積，基於所算出之各者之面積算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。
圖1係表示對實施例1之光罩基底之遮光膜進行X射線光電子光譜分析後所得之結果中之處於內部區域之範圍內之特定深度中之Si2p窄譜之圖。如該圖所示，相對於Si2p窄譜，對Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之各者進行波峰分離，分別算出減去背景後所得之面積，從而算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。其結果，Si-Si鍵之存在數之比率為0.746，SiaNb鍵之存在數之比率為0.254，Si3N4鍵之存在數之比率為0.000。即，Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下之條件、及SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上之條件之任一者均滿足(前者之條件以0.000滿足，後者之條件以0.254滿足)。
又，對所取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之圖1中圖示以外之深度之各Si2p窄譜，以同樣之順序算出Si-Si 鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。其結果，於任一內部區域之深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率中，均具有與圖1中圖示之深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率同樣之傾向。又，均滿足關於上述存在數之比率之2個條件。
又，根據該等X射線光電子光譜分析之結果，得知該遮光膜之內部區域之平均組成為Si：N：O=75.5：23.2：1.3(原子%比)。再者，於該X射線光電子光譜分析中，X射線使用AlK α線(1486.6eV)，以光電子之檢測區域為200μmΦ、掠出角度為45deg之條件進行(以下之實施例2~5、比較例1~2亦同樣)。
其次，於單片式DC濺鍍裝置內設置形成有加熱處理後之遮光膜2之透光性基板1，使用鉻(Cr)靶，於氬(Ar)與氮(N2)之混合氣體氛圍中進行反應性濺鍍(DC濺鍍)，而成膜為膜厚5nm之包含CrN膜之硬質光罩膜3。利用XPS測定出之該膜之膜組成比係Cr為75原子%，N為25原子%。然後，以較於遮光膜2中進行之加熱處理更低之溫度(280℃)進行熱處理，調整硬質光罩膜3之應力。
藉由以上順序，製造具備於透光性基板1上積層有遮光膜2及硬質光罩膜3之構造之光罩基底100。
[轉印用光罩之製造]
其次，使用該實施例1之光罩基底100按照以下順序製造實施例1之轉 印用光罩(二元光罩)200。
首先，準備實施例1之光罩基底100(參照圖6(a))，與硬質光罩膜3之表面相接地以膜厚80nm形成包含電子線描繪用化學增幅型抗蝕劑之抗蝕劑膜。其次，相對於該抗蝕劑膜，電子線描繪應形成於遮光膜2之轉印圖案，並進行特定之顯影處理及洗淨處理，而形成抗蝕劑圖案4a(參照圖6(b))。再者，此時，於電子線描繪之抗蝕劑圖案4a中，以於遮光膜2形成黑點缺陷之方式，除本來應形成之遮光膜圖案以外還預先施加有程式缺陷。
其次，將抗蝕劑圖案4a設為遮罩，使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)進行乾式蝕刻，於硬質光罩膜3形成圖案(硬質光罩圖案3a)(參照圖6(c))。
其次，將抗蝕劑圖案4a去除(參照圖6(d))。繼而，將硬質光罩圖案3a設為遮罩，使用氟系氣體(SF6與He之混合氣體)進行乾式蝕刻，於遮光膜2形成圖案(遮光膜圖案2a)(參照圖6(e))。
其後，使用包含硝酸鈰銨及過氯酸之鉻蝕刻液將硬質光罩圖案3a去除，經過洗淨等特定之處理而獲得轉印用光罩200(參照圖6(f))。
藉由光罩檢查裝置對所製造之實施例1之轉印用光罩200進行光罩圖案之檢查，結果確認了於配置有程式缺陷之部位之遮光膜圖案2a存在黑點缺陷。對該黑點缺陷部分進行EB缺陷修正，結果，遮光膜圖案2a相對於 透光性基板1之修正速率比(相對於透光性基板1之修正速率之遮光膜圖案2a之修正速率)足夠高，可將對透光性基板1之表面之蝕刻止於最小限。
其次，對該EB缺陷修正後之實施例1之轉印用光罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)進行以波長193nm之曝光之光曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜時之轉印像之模擬。經驗證該模擬之曝光轉印像，結果充分滿足設計規格。又，進行了EB缺陷修正之部分之轉印像不遜色於其以外之區域之轉印像。根據該結果，可以說，於相對於實施例1之轉印用光罩200，對遮光膜圖案2a之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時，可抑制透光性基板1之表面粗糙之產生，且可抑制於遮光膜圖案2a產生自發性蝕刻。又，可以說，即便於將進行EB缺陷修正後之實施例1之轉印用光罩200安裝於曝光裝置之光罩平台並曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜之情形時，最終形成於半導體裝置上之電路圖案亦可高精度地形成。因此，可以說，利用實施例1之轉印用光罩之製造方法製造之轉印用光罩200成為轉印精度較高之轉印用光罩。
(實施例2) [光罩基底之製造]
實施例2之光罩基底除將遮光膜設為如下述般以外，係以與實施例1之光罩基底100同樣之順序製造。
實施例2之遮光膜之形成方法如下所述。
於單片式RF濺鍍裝置內設置透光性基板1，使用矽(Si)靶，將氬 (Ar)、氮(N2)及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：N2：He=30：2.3：100)設為濺鍍氣體，藉由利用RF電源之反應性濺鍍(RF濺鍍)於透光性基板1上以41.5nm之厚度形成包含矽及氮之遮光膜2。又，濺鍍時之RF電源之電力設為1500W。
與實施例1同樣地，對形成有該遮光膜2之透光性基板1進行加熱處理，並測定加熱處理後之遮光膜2之光學密度(OD)，結果其值為2.58。根據該結果，實施例2之光罩基底具有所需之遮光性能。
與實施例1同樣地，於另一透光性基板之主表面上以與上述實施例2之遮光膜2相同之成膜條件形成另一遮光膜，進而以相同條件進行加熱處理。其次，以與實施例1同樣之順序對實施例2之加熱處理後之另一透光性基板之遮光膜進行X射線光電子光譜分析。進而，基於所取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之特定深度中之Si2p窄譜，藉由與實施例1同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。其結果，Si-Si鍵之存在數之比率為0.898，SiaNb鍵之存在數之比率為0.102，Si3N4鍵之存在數之比率為0.000。即，Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下之條件、及SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上之條件之任一者均滿足(前者之條件以0.000滿足，後者之條件以0.102滿足)。
又，與實施例1同樣地，對於實施例2中取得之遮光膜之各深度之 Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之上述特定深度以外之深度之各Si2p窄譜，以同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。於任一內部區域之深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率中，均具有與上述特定深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率同樣之傾向。又，均滿足關於上述存在數之比率之2個條件。
其後，以與實施例1同樣之順序製造具備於透光性基板1上積層有遮光膜2及硬質光罩膜3之構造之光罩基底100。
[轉印用光罩之製造]
其次，使用該實施例2之光罩基底，以與實施例1同樣之順序，製造實施例2之轉印用光罩(二元光罩)。
藉由光罩檢查裝置對所製造之實施例1之轉印用光罩200進行光罩圖案之檢查，結果，確認於配置有程式缺陷之部位之遮光膜圖案2a存在黑點缺陷。經對該黑點缺陷部分進行EB缺陷修正，結果遮光膜圖案2a相對於透光性基板1之修正速率比足夠高，可將對透光性基板1之表面之蝕刻止於最小限。
對該EB缺陷修正後之實施例2之轉印用光罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)進行以波長193nm之曝光之光曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜時之轉印像之模擬。經驗證該模擬之曝光轉印像，結果充分滿足設計規格。又，進行了EB缺陷修正之部分之轉印像不遜色於其以外之區域之轉印像。根據該結果，可以說，於相對於實施例2之轉印用光罩200對遮光膜圖案2a之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時， 可抑制透光性基板1之表面粗糙之產生，且可抑制於遮光膜圖案2a產生自發性蝕刻。又，可以說，即便於將進行了EB缺陷修正之後之實施例2之轉印用光罩200安裝於曝光裝置之光罩平台並曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜之情形時，最終形成於半導體裝置上之電路圖案亦能以高精度形成。因此，可以說，利用實施例2之轉印用光罩之製造方法製造之轉印用光罩200成為轉印精度較高之轉印用光罩。
(實施例3) [光罩基底之製造]
實施例3之光罩基底除將遮光膜設為如下述般以外，係以與實施例1之光罩基底100同樣之順序製造。
實施例3之遮光膜之形成方法係如下所述。
於單片式RF濺鍍裝置內設置透光性基板1，使用矽(Si)靶，將氬(Ar)、氮(N2)及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：N2：He=30：5.8：100)設為濺鍍氣體，藉由利用RF電源之反應性濺鍍(RF濺鍍)，於透光性基板1上以52.4nm之厚度形成包含矽及氮之遮光膜2。又，濺鍍時之RF電源之電力設為1500W。
與實施例1同樣地，對形成有該遮光膜2之透光性基板1進行加熱處理，並測定加熱處理後之遮光膜2之光學密度(OD)，結果其值為3.05。根據該結果，實施例3之光罩基底具有所需之較高之遮光性能。
與實施例1同樣地，於另一透光性基板之主表面上，以與上述實施例3之遮光膜2相同之成膜條件形成另一遮光膜，進而以相同之條件進行加熱處理。其次，以與實施例1同樣之順序對實施例3之加熱處理後之另一透光性基板之遮光膜進行X射線光電子光譜分析。進而，基於所取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之特定深度中之Si2p窄譜(參照圖2)，藉由與實施例1同樣之順序，算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。其結果，Si-Si鍵之存在數之比率為0.605，SiaNb鍵之存在數之比率為0.373，Si3N4鍵之存在數之比率為0.022。即，Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下之條件、及SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上之條件之任一者均滿足(前者之條件以0.022滿足，後者之條件以0.373滿足)。
又，與實施例1同樣地，對於實施例3中取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之上述特定深度以外之深度之各Si2p窄譜，以同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。於任一內部區域之深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率中，均具有與上述特定深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率同樣之傾向。又，均滿足關於上述存在數之比率之2個條件。
其後，以與實施例1同樣之順序製造具備於透光性基板1上積層有遮光膜2及硬質光罩膜3之構造之光罩基底100。
[轉印用光罩之製造]
其次，使用該實施例3之光罩基底，以與實施例1同樣之順序製造實施例3之轉印用光罩(二元光罩)。
藉由光罩檢查裝置對所製造之實施例3之轉印用光罩200進行光罩圖案之檢查，結果確認於配置有程式缺陷之部位之遮光膜圖案2a存在黑點缺陷。經對該黑點缺陷部分進行EB缺陷修正，結果遮光膜圖案2a相對於透光性基板1之修正速率比足夠高，可將對透光性基板1之表面之蝕刻止於最小限。
對該EB缺陷修正後之實施例3之轉印用光罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)進行以波長193nm之曝光之光曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜時之轉印像之模擬。經驗證該模擬之曝光轉印像，結果充分滿足設計規格。又，進行了EB缺陷修正之部分之轉印像不遜色於其以外之區域之轉印像。根據該結果，可以說，於相對於實施例3之轉印用光罩200，對遮光膜圖案2a之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時，可抑制透光性基板1之表面粗糙之產生，且可抑制於遮光膜圖案2a產生自發性蝕刻。又，可以說，即便於將進行EB缺陷修正後之實施例3之轉印用光罩200安裝於曝光裝置之光罩平台並曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜之情形時，最終形成於半導體裝置上之電路圖案亦能以高精度形成。因此，可以說，利用實施例3之轉印用光罩之製造方法製造之轉印用光罩200成為轉印精度較高之轉印用光罩。
(實施例4) [光罩基底之製造]
實施例4之光罩基底除將遮光膜設為如下述般以外，係以與實施例1之光罩基底100同樣之順序製造。
實施例4之遮光膜之形成方法係如下所述。
於單片式RF濺鍍裝置內設置透光性基板1，使用矽(Si)靶，將氬(Ar)、氮(N2)及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：N2：He=30：6.6：100)設為濺鍍氣體，藉由利用RF電源之反應性濺鍍(RF濺鍍)，於透光性基板1上以45.1nm之厚度形成包含矽及氮之遮光膜2。又，濺鍍時之RF電源之電力設為1500W。
與實施例1同樣地，對形成有該遮光膜2之透光性基板1進行加熱處理，測定加熱處理後之遮光膜2之光學密度(OD)，結果其值為2.54。根據該結果，實施例4之光罩基底具有所需之遮光性能。
與實施例1同樣地，於另一透光性基板之主表面上以與上述實施例4之遮光膜2相同之成膜條件形成另一遮光膜，進而以相同條件進行加熱處理。其次，以與實施例1同樣之順序對實施例4之加熱處理後之另一透光性基板之遮光膜進行X射線光電子光譜分析。進而，基於所取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之特定深度中之Si2p窄譜，藉由與實施例1同樣之順序，算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。其結果，Si-Si鍵之存在數之比率為0.584，SiaNb鍵之存在數之比率為0.376，Si3N4鍵之存在數之比率為0.040。即，Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下之條 件、及SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上之條件之任一者均滿足(前者之條件以0.040滿足，後者之條件以0.376滿足)。
又，與實施例1同樣地，對於實施例4中取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之上述特定深度以外之深度之各Si2p窄譜，以同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。於任一內部區域之深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率中，均具有與上述特定深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率同樣之傾向。又，均滿足關於上述存在數之比率之2個條件。
其後，以與實施例1同樣之順序製造具備於透光性基板1上積層有遮光膜2及硬質光罩膜3之構造之光罩基底100。
[轉印用光罩之製造]
其次，使用該實施例4之光罩基底，以與實施例1同樣之順序製造實施例4之轉印用光罩(二元光罩)。
藉由光罩檢查裝置對所製造之實施例1之轉印用光罩200進行光罩圖案之檢查，結果確認於配置有程式缺陷之部位之遮光膜圖案2a存在黑點缺陷。經對該黑點缺陷部分進行EB缺陷修正，結果遮光膜圖案2a相對於透光性基板1之修正速率比足夠高，可將對透光性基板1之表面之蝕刻止於最小限。
對該EB缺陷修正後之實施例4之轉印用光罩200，使用 AIMS193(Carl Zeiss公司製)進行以波長193nm之曝光之光曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜時之轉印像之模擬。經驗證該模擬之曝光轉印像，結果充分滿足設計規格。又，進行了EB缺陷修正之部分之轉印像不遜色於其以外之區域之轉印像。根據該結果，可以說，於相對於實施例4之轉印用光罩200對遮光膜圖案2a之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時，可抑制透光性基板1之表面粗糙之產生，且可抑制於遮光膜圖案2a產生自發性蝕刻。又，可以說，即便於將進行EB缺陷修正之後之實施例4之轉印用光罩200安裝於曝光裝置之光罩平台並曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜之情形時，最終形成於半導體裝置上之電路圖案亦能以高精度形成。因此，可以說，利用實施例4之轉印用光罩之製造方法製造之轉印用光罩200成為轉印精度較高之轉印用光罩。
(實施例5) [光罩基底之製造]
實施例5之光罩基底除將遮光膜設為如下述般以外，係以與實施例1之光罩基底100同樣之順序製造。
實施例5之遮光膜之形成方法如下所述。
於單片式RF濺鍍裝置內設置透光性基板1，使用矽(Si)靶，將氬(Ar)、氮(N2)及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：N2：He=30：7.0：100)設為濺鍍氣體，藉由利用RF電源之反應性濺鍍(RF濺鍍)，於透光性基板1上以52.1nm之厚度形成包含矽及氮之遮光膜2。又，濺鍍時之RF電源之電力設為1500W。此處，實施例5中之單片式RF濺鍍裝置係設計規格與實 施例1~4中使用者相同，但與實施例1~4分開之單片式RF濺鍍裝置。
與實施例1同樣地，對形成有該遮光膜2之透光性基板1進行加熱處理，並測定加熱處理後之遮光膜2之光學密度(OD)，結果其值為3.04。根據該結果，實施例5之光罩基底具有所需之較高之遮光性能。
與實施例1同樣地，於另一透光性基板之主表面上以與上述實施例5之遮光膜2相同之成膜條件形成另一遮光膜，進而以相同條件進行加熱處理。其次，以與實施例1同樣之順序對實施例5之加熱處理後之另一透光性基板之遮光膜進行X射線光電子光譜分析。進而，基於所取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之特定深度中之Si2p窄譜(參照圖3)，藉由與實施例1同樣之順序，算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。其結果，Si-Si鍵之存在數之比率為0.700，SiaNb鍵之存在數之比率為0.284，Si3N4鍵之存在數自比率為0.016。即，Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下之條件、及SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上之條件之任一者均滿足(前者之條件以0.016滿足，後者之條件以0.284滿足)。
又，與實施例1同樣地，對於實施例5中取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之上述特定深度以外之深度之各Si2p窄譜，以同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。於任一內部區域之深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率 中，均具有與上述特定深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率同樣之傾向。又，均滿足關於上述存在數之比率之2個條件。
其後，以與實施例1同樣之順序，製造具備於透光性基板1上積層有遮光膜2及硬質光罩膜3之構造之光罩基底100。
[轉印用光罩之製造]
其次，使用該實施例5之光罩基底，以與實施例1同樣之順序製造實施例5之轉印用光罩(二元光罩)。
藉由光罩檢查裝置對所製造之實施例5之轉印用光罩200進行光罩圖案之檢查，結果確認於配置有程式缺陷之部位之遮光膜圖案2a存在黑點缺陷。經對該黑點缺陷部分進行EB缺陷修正，結果遮光膜圖案2a相對於透光性基板1之修正速率比足夠高，可將對透光性基板1之表面之蝕刻止於最小限。
對該EB缺陷修正後之實施例5之轉印用光罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，進行以波長193nm之曝光之光曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜時之轉印像之模擬。經驗證該模擬之曝光轉印像，結果充分滿足設計規格。又，進行了EB缺陷修正之部分之轉印像不遜色於其以外之區域之轉印像。根據該結果，可以說，於相對於實施例5之轉印用光罩200，對遮光膜圖案2a之黑點缺陷部分進行EB缺陷修正之情形時，可抑制透光性基板1之表面粗糙之產生，且可抑制於遮光膜圖案2a產生自發性蝕刻。又，可以說，即便將進行了EB缺陷修正之後之實施例5之轉印用光罩200安裝於曝光裝置之光罩平台，並曝光轉印於半導體裝置 上之抗蝕劑膜之情形時，最終形成於半導體裝置上之電路圖案亦能以高精度形成。因此，可以說，利用實施例5之轉印用光罩之製造方法製造之轉印用光罩200成為轉印精度較高之轉印用光罩。
(比較例1) [光罩基底之製造]
比較例1之光罩基底除將遮光膜設為如下述般以外，以與實施例1之光罩基底100同樣之順序製造。
比較例1之遮光膜之形成方法係如下所述。
於單片式RF濺鍍裝置內設置透光性基板，使用矽(Si)靶，將氬(Ar)、氮(N2)及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：N2：He=30：7.0：100)設為濺鍍氣體，藉由利用RF電源之反應性濺鍍(RF濺鍍)，於透光性基板上以52.8nm之厚度形成包含矽及氮之遮光膜。又，濺鍍時之RF電源之電力設為1500W。如此，以與實施例5相同之氣體流量、濺鍍之輸出形成比較例1之遮光膜。比較例1中之單片式RF濺鍍裝置係與實施例1~4中使用者相同之單片式RF濺鍍裝置。
與實施例1同樣地，對形成有該遮光膜之透光性基板進行加熱處理，並測定加熱處理後之遮光膜之光學密度(OD)，結果其值為2.98。根據該結果，比較例1之光罩基底具有所需之遮光性能。
與實施例1同樣地，於另一透光性基板之主表面上以與上述比較例1 之遮光膜相同之成膜條件形成另一遮光膜，進而以相同條件進行加熱處理。其次，以與實施例1同樣之順序對比較例1之加熱處理後之另一透光性基板之遮光膜進行X射線光電子光譜分析。進而，基於所取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之特定深度中之Si2p窄譜(參照圖4)，藉由與實施例1同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。其結果，Si-Si鍵之存在數之比率為0.574、SiaNb鍵之存在數之比率為0.382，Si3N4鍵之存在數之比率為0.044。即，雖滿足SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上之條件，但並不滿足Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下之條件(前者之條件以0.382滿足，但後者之條件以0.044並不滿足)。
又，與實施例1同樣地，對於該比較例1中取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之上述特定深度以外之深度之各Si2p窄譜，以同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。於任一內部區域之深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率中，均具有與上述特定深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率同樣之傾向。又，均不滿足Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下之條件。
根據該等X射線光電子光譜分析之結果可知，該遮光膜之內部區域之平均之組成為Si：N：O=68.2：28.8：3.0(原子%比)。
其後，以與實施例1同樣之順序，製造具備於透光性基板上積層有遮 光膜及硬質光罩膜之構造之光罩基底。
[轉印用光罩之製造]
其次，使用該比較例1之光罩基底，以與實施例1同樣之順序製造比較例1之轉印用光罩(二元光罩)。
藉由光罩檢查裝置對所製造之比較例1之轉印用光罩進行光罩圖案之檢查，結果確認於配置有程式缺陷之部位之遮光膜圖案存在黑點缺陷。經對該黑點缺陷部分進行EB缺陷修正，結果，遮光膜圖案相對於透光性基板之修正速率比較低，對透光性基板之表面之蝕刻(表面粗糙)進展。
對該EB缺陷修正後之比較例1之轉印用光罩，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，進行以波長193nm之曝光之光曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜時之轉印像之模擬。經驗證該模擬之曝光轉印像，結果除進行了EB缺陷修正之部分以外，亦產生了被認為係起因於當在遮光膜形成圖案時之乾式蝕刻中之蝕刻速率之緩慢之遮光膜圖案之CD的降低。進而，進行EB缺陷修正之部分之轉印像因透光性基板之表面粗糙之影響等，而為產生轉印不良之水準。根據該結果，可預想，於將進行EB缺陷修正後之比較例1之轉印用光罩安裝於曝光裝置之光罩平台，並曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜之情形時，最終形成於半導體裝置上之電路圖案中會產生電路圖案之斷線或短路。
(比較例2) [光罩基底之製造]
比較例2之光罩基底除將遮光膜設為如下述般以外，係以與實施例1之光罩基底100同樣之順序製造。
比較例2之遮光膜之形成方法係如下所述。
於單片式RF濺鍍裝置內設置透光性基板，使用矽(Si)靶，將氬(Ar)、氮(N2)及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：N2：He=30：2.0：100)設為濺鍍氣體，藉由利用RF電源之反應性濺鍍(RF濺鍍)，於透光性基板上以48.0nm之厚度形成包含矽及氮之遮光膜。又，濺鍍時之RF電源之電力設為1500W。如此，比較例2中之單片式RF濺鍍裝置係與實施例1~4、比較例1中使用者相同之單片式RF濺鍍裝置。
與實施例1同樣地，對形成有該遮光膜之透光性基板進行加熱處理，並測定加熱處理後之遮光膜之光學密度(OD)，結果其值為3.04。根據該結果，比較例2之光罩基底具有所需之較高之遮光性能。
與實施例1同樣地，於另一透光性基板之主表面上以與上述比較例2之遮光膜相同之成膜條件形成另一遮光膜，進而以相同條件進行加熱處理。其次，以與實施例1同樣之順序，對比較例2之加熱處理後之另一透光性基板之遮光膜進行X射線光電子光譜分析。進而，基於所取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之特定深度中之Si2p窄譜，藉由與實施例1同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。其結果，Si-Si鍵之存在數之比率為0.978，SiaNb鍵之存在數之比率為0.022，Si3N4鍵之存在數之比率為0.000。即，雖滿足Si3N4鍵之存在 數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下之條件，但並不滿足SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上之條件(前者之條件以0.000滿足，但後者之條件以0.022並不滿足)。
又，與實施例1同樣地，對於該比較例2中取得之遮光膜之各深度之Si2p窄譜中之相當於遮光膜之內部區域之上述特定深度以外之深度之各Si2p窄譜，以同樣之順序算出Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率。於任一內部區域之深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率中，均具有與上述特定深度之Si-Si鍵、SiaNb鍵及Si3N4鍵之存在數之比率同樣之傾向。又，於任一部位均不滿足SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上之條件。
其後，以與實施例1同樣之順序製造具備於透光性基板上積層有遮光膜及硬質光罩膜之構造之光罩基底。
[轉印用光罩之製造]
其次，使用該比較例2之光罩基底，以與實施例1同樣之順序製造比較例2之轉印用光罩(二元光罩)。
藉由光罩檢查裝置對所製造之比較例2之轉印用光罩進行光罩圖案之檢查，結果確認於配置有程式缺陷之部位之遮光膜圖案存在黑點缺陷。對該黑點缺陷部分進行EB缺陷修正，結果修正速率過快而產生了底切。進而，黑點缺陷部分之周圍之遮光膜圖案之側壁因接觸進行EB缺陷修正時供給之非激發態之XeF2氣體而被蝕刻之現象、即自發性蝕刻進展。
對該EB缺陷修正後之比較例2之轉印用光罩，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)進行以波長193nm之曝光之光曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜時之轉印像之模擬。經驗證該模擬之曝光轉印像，結果進行了EB缺陷修正之部分之透光性基板1未產生表面粗糙。然而，進行了EB缺陷修正之部分之周圍之轉印像因自發性蝕刻之影響等而為產生轉印不良之水準。根據該結果，可預想，於將進行了EB缺陷修正之後之比較例2之相移光罩安裝於曝光裝置之光罩平台，並曝光轉印於半導體裝置上之抗蝕劑膜之情形時，最終形成於半導體裝置上之電路圖案中會產生電路圖案之斷線或短路。

Claims (11)

  1. 一種光罩基底，其特徵在於：其係於透光性基板上具備用以形成轉印圖案之遮光膜者，且上述遮光膜係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素之1種以上之元素、矽及氮之材料形成，將除上述遮光膜之與上述透光性基板之界面之附近區域及上述遮光膜之與上述透光性基板相反側之表層區域以外之內部區域中之Si3N4鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵(其中，b/[a+b]<4/7)及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.04以下，將上述遮光膜之上述內部區域中之SiaNb鍵之存在數除以Si3N4鍵、SiaNb鍵及Si-Si鍵之合計存在數後所得之比率為0.1以上。
  2. 如請求項1之光罩基底，其中上述遮光膜之除上述表層區域以外之區域之含氧量為10原子%以下。
  3. 如請求項1或2之光罩基底，其中於上述遮光膜之上述內部區域，矽及氮之合計含量為97原子%以上。
  4. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述表層區域係上述遮光膜中之跨及自與上述透光性基板相反側之表面至朝向上述透光性基板側5nm之深度之範圍之區域。
  5. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述附近區域係跨及自與上述透光性基板之界面至朝向上述表層區域側5nm之深度之範圍之區域。
  6. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述遮光膜係由包含矽、氮及非金屬元素之材料形成。
  7. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述表層區域之含氧量較上述遮光膜之除表層區域以外之區域更多。
  8. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述遮光膜相對於ArF準分子雷射之曝光之光之光學密度為2.5以上。
  9. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述遮光膜與上述透光性基板之主表面相接而設置。
  10. 一種轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：其係使用如請求項1至9中任一項之光罩基底者，且具備利用乾式蝕刻於上述遮光膜形成轉印圖案之步驟。
  11. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：使用利用如請求項10之轉印用光罩之製造方法製造之轉印用光罩，將上述轉印圖案曝光轉印於半導體基板上之抗蝕劑膜。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7329031B2 (ja) * 2020-12-31 2023-08-17 エスケー エンパルス カンパニー リミテッド ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク
JPWO2023037731A1 (zh) * 2021-09-08 2023-03-16

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020123245A1 (en) * 2001-01-22 2002-09-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Antireflection coating and semiconductor device manufacturing method
TW201537281A (zh) * 2014-03-18 2015-10-01 Hoya Corp 光罩基底、相偏移光罩及半導體裝置之製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3115185B2 (ja) * 1993-05-25 2000-12-04 株式会社東芝 露光用マスクとパターン形成方法
JP2878143B2 (ja) * 1994-02-22 1999-04-05 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 減衰位相シフト・マスク作成用の薄膜材料及びその作成方法
JP3286103B2 (ja) 1995-02-15 2002-05-27 株式会社東芝 露光用マスクの製造方法及び製造装置
JP3247306B2 (ja) * 1995-11-17 2002-01-15 株式会社トプコン フォトマスクのパターンの微小欠陥検査方法及びその装置
US6753538B2 (en) 2001-07-27 2004-06-22 Fei Company Electron beam processing
JP2004109592A (ja) * 2002-09-19 2004-04-08 Renesas Technology Corp フォトマスクおよびその製造方法
JP4494173B2 (ja) * 2004-11-26 2010-06-30 パナソニック株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP2009122566A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Dainippon Printing Co Ltd 低反射型フォトマスクブランクスおよびフォトマスク
JP5208011B2 (ja) 2009-02-13 2013-06-12 セイコーインスツル株式会社 メモリ回路装置
US8663876B2 (en) * 2009-02-13 2014-03-04 Hoya Corporation Photomask blank, method of manufacturing the same, photomask, and method of manufacturing the same
KR101702682B1 (ko) * 2009-04-16 2017-02-06 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크 및 전사용 마스크
JP6005530B2 (ja) 2013-01-15 2016-10-12 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスクおよびこれらの製造方法
WO2015072478A1 (ja) * 2013-11-18 2015-05-21 株式会社ニコン 空間光変調素子モジュール、光描画装置、露光装置、空間光変調素子モジュール製造方法およびデバイス製造方法
JP6394496B2 (ja) * 2014-07-15 2018-09-26 信越化学工業株式会社 バイナリフォトマスクブランク、その製造方法、及びバイナリフォトマスクの製造方法
CN106200256B (zh) * 2014-08-25 2020-07-10 株式会社 S&S Tech 相位反转空白掩模及光掩模
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
WO2018037863A1 (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスク及び半導体デバイスの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020123245A1 (en) * 2001-01-22 2002-09-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Antireflection coating and semiconductor device manufacturing method
TW201537281A (zh) * 2014-03-18 2015-10-01 Hoya Corp 光罩基底、相偏移光罩及半導體裝置之製造方法

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