掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供具备能够提高对ArF准分子激光的曝光光的透射率、同时能够抑制对于确保期望的相位差而言必要的膜厚的相移膜的掩模坯料。该掩模坯料在透光性基板(1)的主表面上具备相移膜(2)，其中，相移膜(2)含有硅、氧及氮，相移膜(2)的氮的含量[原子％]相对于硅的含量[原子％]的比率为0.20以上且0.52以下，相移膜(2)的氧的含量[原子％]相对于硅的含量[原子％]的比率为1.16以上且1.70以下，相移膜(2)在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为1.7以上且2.0以下，消光系数k为0.05以下。消光系数k为0.05以下。消光系数k为0.05以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法


[0001]本专利技术涉及相移掩模用的掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件的制造工序中，使用光刻法进行微细图案的形成。另外，该微细图案的形成中通常要使用多片的转印用掩模。进行半导体器件的图案的微细化时，除了在转印用掩模形成的掩模图案的微细化以外，还需要使光刻中使用的曝光光源的波长短波长化。近年来，制造半导体装置时的曝光光源采用ArF准分子激光(波长193nm)的情况逐渐增加。
[0003]转印用掩模中的一种是无铬相移掩模(CPL掩模)。作为CPL掩模，已知有形成为下述构成的CPL掩模：在透光性基板上设置蚀刻停止膜，在该蚀刻停止膜上设置含有硅及氧且具有与透光性基板基本同等的透射率而成的相移膜。另外，作为CPL掩模，还已知有在相对于曝光光透明的基板上设置挖入部和非挖入部、由挖入部和非挖入部构成转印图案的CPL掩模。
[0004]例如，在专利文献1中公开了一种光学掩模坯料，其在透明基板上依次具备蚀刻停止层、相移层图案及遮光层图案，依次设置作为蚀刻停止层的氮化硅膜(Si3N4膜)、作为相移层的SiO2膜，且在其上设置有将作为遮光层的氧化铬膜/金属铬膜/氧化铬膜依次层叠而成的低反射铬遮光膜。
[0005]另外，在专利文献2中公开了一种无铬相移掩模用光掩模坯料，其中，在相对于曝光光透明的基板设置挖入部，在控制了待透过的光的相位的无铬相移掩模中，设置于与上述基板挖入部相邻的部分或基板周边部的遮光膜包含膜A，该膜A包含作为能够在使用了以氟类气体为主体的蚀刻气体的蚀刻工艺中进行蚀刻的材料的MoSi、或以MoSi化合物为主要材料。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开平7
‑
128839号公报
[0009]专利文献2：日本特开2007
‑
241136号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]CPL掩模形成为如下构成：在基本上在俯视下形成有挖入部的区域，仅通过在透过挖入部的曝光光与透过非挖入部的曝光光之间产生的强的相移效果来制作出转印图像。曝光光在挖入部的透射率与在非挖入部的透射率之差越小，相移效果越强。另外，在CPL掩模的情况下，为了提高转印图像的CD均匀性(CD Umiformity)，期望减小在面内的挖入部与非挖入部之间产生的各个相移效果之差。即，期望使设置于面内的挖入部的深度相同。现有的CPL掩模的挖入部通过利用干法蚀刻对透光性基板挖入给定的深度而形成。然而，难以通过控制干法蚀刻的蚀刻时间等使设置于透光性基板的各挖入部的深度相同。另外，也难以通
过干法蚀刻使挖入部的底面变得平坦。
[0012]于是，为了解决这些问题，已尝试了在如专利文献1中公开那样的透光性基板上隔着蚀刻停止膜设置由硅和氧形成的相移膜。即，作为现有的CPL掩模的挖入部的替代方案，已研究了通过干法蚀刻在由硅和氧形成的相移膜上形成微细图案。在曝光光采用ArF准分子激光(以下将其称作ArF曝光光)的CPL掩模的情况下，为了产生期望的相移效果，要求由硅和氧形成的相移膜的厚度至少为170nm以上。在对作为相同结构体的透光性基板进行挖入而形成挖入部的情况下，即使该挖入部的深度深，该挖入部的图案也不易坍塌、或者不易脱落。与此相对，在设置于蚀刻停止膜上的相移膜形成微细图案的情况下，蚀刻停止膜与相移膜的图案之间的密合性不是很高，因此，存在相移膜的图案容易坍塌、或者容易脱落的问题。该问题在与透光性基板相接地设置有相移膜的情况下也同样会发生。
[0013]本专利技术是为了解决现有的问题而完成的，目的在于提供具备能够提高对ArF准分子激光的曝光光的透射率、同时能够抑制对于确保期望的相位差而言必要的膜厚的相移膜的掩模坯料。另外，本专利技术的目的在于提供具备能够提高对ArF准分子激光的曝光光的透射率、同时能够抑制对于确保期望的相位差而言必要的膜厚的具有转印图案的相移膜的相移掩模。进而，本专利技术提供使用了这样的相移掩模的半导体器件的制造方法。
[0014]解决问题的方法
[0015]本专利技术具有以下的方案作为解决上述问题的方法。
[0016](方案1)
[0017]一种掩模坯料，其在透光性基板的主表面上具备相移膜，
[0018]上述相移膜含有硅、氧及氮，
[0019]上述相移膜的氮的含量[原子％]相对于硅的含量[原子％]的比率为0.20以上且0.52以下，
[0020]上述相移膜的氧的含量[原子％]相对于硅的含量[原子％]的比率为1.16以上且1.70以下，
[0021]上述相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为1.7以上且2.0以下，
[0022]上述相移膜在上述曝光光的波长下的消光系数k为0.05以下。
[0023](方案2)
[0024]根据方案1所述的掩模坯料，其中，
[0025]上述相移膜的氮的含量[原子％]相对于氧的含量[原子％]的比率为0.12以上且0.45以下。
[0026](方案3)
[0027]根据方案1或2所述的掩模坯料，其中，
[0028]上述相移膜的硅的含量为30原子％以上。
[0029](方案4)
[0030]根据方案1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，上述相移膜具有下述功能：
[0031]使上述曝光光以70％以上的透射率透过的功能、和
[0032]使透过上述相移膜后的上述曝光光和仅在与上述相移膜的厚度相同的距离的空气中通过后的曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差的功能。
[0033](方案5)
[0034]根据方案1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0035]上述相移膜的厚度为140nm以下。
[0036](方案6)
[0037]根据方案1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0038]在上述相移膜上具备遮光膜。
[0039](方案7)
[0040]一种相移掩模，其在透光性基板的主表面上具备具有转印图案的相移膜，
[0041]上述相移膜含有硅、氧及氮，
[0042]上述相移膜的氮的含量[原子％]相对于硅的含量[原子％]的比率为0.20以上且0.52以下，
[0043]上述相移膜的氧的含量[原子％]相对于硅的含量[原子％]的比率为1.16以上且1.70以下，
[0044]上述相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为1.7以上且2.0以下，
[0045]上述相移膜在上述曝光光的波长下的消光系数k为0.05以下。
[0046](方案8)
[0047]根据方案7所述的相移掩模，其中，
[0048]上述相移膜的氮的含量[原子％]相对于氧的含量[原子％]的比率为0.12以上且0.45以下。
[0049](方案9)<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种掩模坯料，其在透光性基板的主表面上具备相移膜，所述相移膜含有硅、氧及氮，所述相移膜的氮的含量[原子％]相对于硅的含量[原子％]的比率为0.20以上且0.52以下，所述相移膜的氧的含量[原子％]相对于硅的含量[原子％]的比率为1.16以上且1.70以下，所述相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为1.7以上且2.0以下，所述相移膜在所述曝光光的波长下的消光系数k为0.05以下。2.根据权利要求1所述的掩模坯料，其中，所述相移膜的氮的含量[原子％]相对于氧的含量[原子％]的比率为0.12以上且0.45以下。3.根据权利要求1或2所述的掩模坯料，其中，所述相移膜的硅的含量为30原子％以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，所述相移膜具有下述功能：使所述曝光光以70％以上的透射率透过的功能、和使透过所述相移膜后的所述曝光光和仅在与所述相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差的功能。5.根据权利要求1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，所述相移膜的厚度为140nm以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，在所述相移膜上具备遮光膜。7.一种相移掩模，其在透光性基板的主表面上具备具有转印图案的相移膜，所述相移膜含有硅、氧及氮，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宍戸博明，前田仁，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：