掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法及半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供不会使掩模制造工艺复杂化、且能够以期望的精度制作透射率不同的图案、能够在各个图案中得到期望的相移功能的掩模坯料。上述掩模坯料在相移膜上具有透射率调整膜，相移膜使透过相移膜后的ArF准分子激光的曝光光和仅在与上述相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的上述曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差，将透射率调整膜在曝光光的波长下的折射率设为n

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


[0001]本专利技术涉及掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法及半导体器件的制造方法。

技术介绍

[0002]一般而言，在半导体器件的制造工序中，使用光刻法来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被称为转印用掩模的基板。进行半导体器件的图案的微细化时，除了形成在转印用掩模上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。作为制造半导体装置时的曝光光源，近年正在进行从KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波长193nm)短波长化。
[0003]作为转印用掩模的种类，除了在现有的透光性基板上具备由铬类材料形成的遮光图案的二元掩模以外，还已知有半色调型相移掩模。在半色调型相移掩模的相移膜中广泛使用钼硅化物(MoSi)类的材料。
[0004]在专利文献1中公开了一种相移掩模，其在透明基板2上依次形成有蚀刻停止膜3、形成给定的图案的相移层4，在形成于区域A的相移层4上形成有含有铬的遮光性膜图案5，在形成于区域B的相移层4上形成有由钼硅化物形成的半透光性膜图案6，并且在同一基板上形成有Levenson型相移掩模及半色调型相移掩模。
[0005]另外，在专利文献2中公开了一种相移掩模，其具备：设置于透光性基板11的形成遮光图案的部分及形成半遮光图案的部分的半色调膜12；和设置于位于半色调膜12中形成有遮光图案的部分的半色调膜12上的遮光膜13。半遮光图案包含由半色调膜12形成的第一半遮光图案、及由尺寸比第一半遮光图案小的半色调膜形成的第二半遮光图案，在包含该第二半遮光图案的区域的光透射路径32中包含调整该光透射路径32的光透射率的元素。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开平6
‑
123961公报
[0009]专利文献2：日本特开2007
‑
279441号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的问题
[0011]近年，要求的图案种类开始多样化、复杂化，在形成于半色调型相移掩模的转印图案中，有时也共存有比较微细的图案和比较稀疏的图案。用于获得良好的相移效果的优选的透射率有时根据图案的种类而不同。即，存在优选通过被转印的图案的种类、间距等来提高透射率的情况，以及优选抑制透射率的情况。而且，在转印区域中，如何设定具有相对较高的透射率的区域、和具有相对较低的透射率的区域根据转印对象的半导体器件而不同，因此，要求能够与形成于转印对象的图案的种类对应地设定具有期望的透射率的区域的设计自由度高的掩模坯料。
[0012]专利文献1中记载的相移掩模在区域A形成有遮光性膜图案，在其它区域B形成有半透光性膜图案5，该相移掩模本身是有用的。然而，该相移掩模是在俯视下混合存在有在区域A设置有Levenson型相移图案、在区域B设置有半色调型相移图案这样的产生不同的相移效果的图案的相移掩模。该相移掩模是半色调型相移掩模，无法应对设置不同的透射率的半色调型相移图案的要求。
[0013]另外，专利文献2中记载的相移掩模是进行通过对半色调掩模坯料注入Ga离子而减少所注入的区域的光透射率的处理的相移掩模。在制作通常的掩模时不进行这样的处理，掩模制造装置中需要具备离子注入机构，导致掩模制造处理复杂化。而且，注入至掩模坯料的离子会从期望的区域扩散，因此，难以满足制造微细图案的要求。
[0014]因此，本专利技术是为了解决现有的问题而完成的，其目的在于提供一种掩模坯料，其在透光性基板上具备相移膜，不会使由掩模坯料制造相移掩模时的工艺(掩模制造工艺)复杂化，上述掩模坯料具备能够以期望的精度制作透射率不同的图案，并且能够在各个图案中得到期望的相移功能的相移膜。另外，本专利技术的目的在于，提供使用该掩模坯料制造的相移掩模及相移掩模的制造方法。此外，本专利技术的目的在于提供使用了这样的相移掩模的半导体器件的制造方法。
[0015]解决问题的方法
[0016]为了实现上述的课题，本专利技术具有以下的方案。
[0017](方案1)
[0018]一种掩模坯料，其在透光性基板上具备相移膜，
[0019]在上述相移膜上具有透射率调整膜，
[0020]上述相移膜使透过上述相移膜后的ArF准分子激光的曝光光和仅在与上述相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的上述曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差，
[0021]将上述透射率调整膜在上述曝光光的波长下的折射率设为n
U
、将上述曝光光的波长下的消光系数设为k
U
、并将厚度设为d
U
[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系，
[0022]式(1)d
U
≤
‑
17.63
×
n
U3
+142.0
×
n
U2
－364.9
×
n
U
+315.8
[0023]式(2)d
U
≥
‑
2.805
×
k
U3
+19.48
×
k
U2
－43.58
×
k
U
+38.11。
[0024](方案2)
[0025]根据方案1所述的掩模坯料，其中，
[0026]上述透射率调整膜的上述折射率n
U
为1.2以上。
[0027](方案3)
[0028]根据方案1或2所述的掩模坯料，其中，
[0029]上述透射率调整膜的上述消光系数k
U
为1.5以上。
[0030](方案4)
[0031]根据方案1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0032]上述相移膜使上述曝光光以12％以上的透射率透过。
[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]上述透射率调整膜的上述消光系数k
U
与上述厚度d
U
[nm]满足下述式(3)的关系，
[0036]式(3)d
U
≤8.646
×
k
U2
－38.42
×
k
U
+61.89。
[0037](方案6)
[0038]根据方案1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0039]上述透射率调整膜含有硅和氮。
[0040](方案7)
[0041]根据方案1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0042]在上述相移膜与上述透射率调整膜之间具备含有硅和氧的中间膜。
[0043](方案8)
[0044]根据方案1～6中任一项所本文档来自技高网...

【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，其在透光性基板上具备相移膜，在所述相移膜上具有透射率调整膜，所述相移膜使透过所述相移膜后的ArF准分子激光的曝光光和仅在与所述相移膜厚度相同距离的空气中通过后的所述曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差，将所述透射率调整膜在所述曝光光的波长下的折射率设为n
U
、将在所述曝光光的波长下的消光系数设为k
U
、并将厚度设为d
U
[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系，式(1)d
U
≤
‑
17.63
×
n
U3
+142.0
×
n
U2
－364.9
×
n
U
+315.8式(2)d
U
≥
‑
2.805
×
k
U3
+19.48
×
k
U2
－43.58
×
k
U
+38.11。2.根据权利要求1所述的掩模坯料，其中，所述透射率调整膜的所述折射率n
U
为1.2以上。3.根据权利要求1或2所述的掩模坯料，其中，所述透射率调整膜的所述消光系数k
U
为1.5以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，所述相移膜使所述曝光光以12％以上的透射率透过。5.根据权利要求1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，所述透射率调整膜的所述消光系数k
U
与所述厚度d
U
[nm]满足下述式(3)的关系，式(3)d
U
≤8.646
×
k
U2
－38.42
×
k
U
+61.89。6.根据权利要求1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，所述透射率调整膜含有硅和氮。7.根据权利要求1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，在所述相移膜与所述透射率调整膜之间具备含有硅和氧的中间膜。8.根据权利要求1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，所述相移膜在与所述透光性基板侧相反的表面侧具备含有硅和氧的最上层。9.根据权利要求1～8中任一项所述的掩模坯料，其中，在所述透射率调整膜上具备遮光膜。10.一种相移掩模，其在透光性基板上具备具有第一图案的相移膜，在所述相移膜上具备具有第二图案的透射率调整膜，所述相移膜使透过所述相移膜后的ArF准分子激光的曝光光和仅在与所述相移膜厚度相同的距离的空气中通过后的所述曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差，将所述透射率调整膜在所述曝光光的波长下的折射率设为n
U
、将在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：野泽顺，穐山圭司，
申请(专利权)人：豪雅株式会社，
类型：发明
国别省市：