掩模坯料、转印用掩模及半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种掩模坯料(100)，利用由氮化硅系材料形成的单层膜构成的遮光膜(2)具有对于ArF曝光用光的较高的遮光性能，并且能够降低遮光膜的图案的EMF偏差。掩模坯料在透光性基板(1)上具备遮光膜。遮光膜对于ArF曝光用光的光学浓度为3.0以上。遮光膜对于ArF曝光用光的折射率n及衰减系数k同时满足以下的式(1)、式(2)和式(3)所限定的关系，n≦0.0733

【技术实现步骤摘要】
掩模坯料、转印用掩模及半导体器件的制造方法
[0001]本申请是申请日为2018年2月28日，申请号为201880016943.X，专利技术名称为“掩模坯料、转印用掩模及半导体器件的制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及掩模坯料、使用该掩模坯料制造的转印用掩模及使用了转印用掩模的半导体器件的制造方法。

技术介绍

[0003]一般而言，在半导体器件的制造工序中，采用光刻法进行微细图案的形成。另外，在该微细图案的形成中，通常使用多张转印用掩模。将半导体器件的图案进行微细化时，不仅需要形成于转印用掩模的掩模图案的微细化，还需要光刻中使用的曝光用光源的波长的短波长化。就半导体器件制造时使用曝光用光源而言，近年来从KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波长193nm)的短波长化不断发展。
[0004]转印用掩模中的一种是半色调型相移掩模。半色调型相移掩模的相移膜中广泛使用硅化钼(MoSi)系材料。但是，如专利文献1中所公开，近年来判明MoSi系膜对于ArF准分子激光的曝光用光(以下，称为ArF曝光用光)的耐性(所谓的ArF耐光性)较低。在专利文献1中，对于形成了图案之后的MoSi系膜进行等离子处理、UV照射处理或加热处理，在MoSi系膜的图案的表面形成钝态膜，由此，提高ArF耐光性。
[0005]另一方面，专利文献2公开有具备由SiN构成的相移膜的相移掩模，专利文献3记载了已确认到由SiN构成的相移膜具有较高的ArF耐光性。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：(日本)特开2010
‑
217514号公报
[0009]专利文献2：(日本)特开平7
‑
159981号公报
[0010]专利文献3：(日本)特开2014
‑
137388号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]转印用掩模中的ArF耐光性的问题不限于相移掩模，在二元掩模中也会产生。近年来，对于二元掩模的遮光图案的微细化不断发展。以往广泛使用的铬系材料的遮光膜通过各向异性较低的蚀刻气体(氯系气体与氧气的混合气体)的干法蚀刻进行构图，因此，难以应对微细化的要求。因此，近年来，用于制造二元掩模的掩模坯料的遮光膜中开始使用硅化钼系材料。但是，如上所述，过渡金属硅化物系材料的薄膜存在ArF耐光性低的问题。为了解决该问题，与相移膜的情况一样，将氮化硅系材料应用于二元掩模的遮光膜是最简单的方法。二元掩模的遮光膜要求对于ArF曝光用光的较高的遮光性能(例如，对于ArF曝光用光的光学浓度(OD)为3.0以上)。另外，与相移膜相比，二元掩模的遮光膜对于ArF曝光用光的表
面反射率(与遮光膜的基板相反侧的表面的反射率)及背面反射率(遮光膜的基板侧的表面的反射率)容易变高。在以往的铬系材料及过渡金属硅化物系材料的遮光膜的情况下，将遮光膜设为遮光层与防反射层的层叠结构，以此降低对于ArF曝光用光的表面反射率及背面反射率。与铬系材料及过渡金属硅化物系材料相比，氮化硅系材料对于ArF曝光用光的遮光性能低。
[0013]在近年来的二元掩模中，如果遮光膜的图案的膜厚较厚，将会产生电磁场(EMF：Electromagnetic Field)效应引起的偏差(图案线宽等的修正量。以下，将其称为EMF偏差)变大的问题。为了降低遮光膜图案的EMF偏差，减薄遮光膜的膜厚和减小遮光膜的相位差(通过遮光膜的曝光用光与透过相同于遮光膜厚度的距离的空气的曝光用光之间的相位差)是有效的。
[0014]在利用遮光性能较低的氮化硅系材料形成遮光膜的情况下，为了确保高遮光性能，需要增厚遮光膜的膜厚。因此，降低遮光膜图案的EMF偏差不容易，成为问题。
[0015]EMF偏差对于向晶片上的抗蚀剂的转印图案线宽的CD精度造成较大的影响。因此，需要进行电磁场效应的模拟，进行在转印用掩模中制作的转印图案的修正，用于抑制EMF偏差的影响。该转印图案的修正计算随着EMF偏差变大而越发复杂化。另外，修正后的转印图案也随着EMF偏差越大而越复杂，对转印用掩模的制作造成较大的负担。
[0016]因此，本专利技术是为了解决现有的课题而做出的，其目的在于，提供一种掩模坯料，其在透光性基板上具备遮光膜，利用由氮化硅系材料形成的单层膜构成的遮光膜具有对于ArF曝光用光的较高的遮光性能，并且能够降低遮光膜图案的EMF偏差。本专利技术的另一目的在于，提供一种使用该掩模坯料制造的转印用掩模。本专利技术的又一目的在于，提供使用了这种转印用掩模的半导体器件的制造方法。
[0017]用于解决课题的方案
[0018]为了达成所述课题，本专利技术具有以下的形态。
[0019](形态1)
[0020]一种掩模坯料，在透光性基板上具备遮光膜，其特征在于，
[0021]所述遮光膜是利用由硅和氮构成的材料形成的单层膜，或者是利用由选自半金属元素及非金属元素中的一种以上的元素、硅及氮构成的材料形成的单层膜，
[0022]所述遮光膜对于ArF准分子激光的曝光用光的光学浓度为3.0以上，
[0023]所述遮光膜的所述衰减系数k为2.6以下，
[0024]所述遮光膜的所述折射率n为0.8以上，
[0025]所述遮光膜对于所述曝光用光的折射率n及衰减系数k同时满足以下的式(1)、式(2)和式(3)所限定的关系，
[0026]n≦0.0733
×
k2+0.4069
×
k+1.0083
···
式(1)，
[0027]n≧0.0637
×
k2‑
0.1096
×
k+0.9585
···
式(2)，
[0028]n≧0.7929
×
k2‑
2.1606
×
k+2.1448
···
式(3)。
[0029](形态2)
[0030]根据形态1所记载的掩模坯料，其特征在于，
[0031]所述遮光膜的除所述透光性基板侧的表层和与所述透光性基板相反的一侧的表层之外的区域的厚度方向上的氮含量的偏差为5原子％以内。
[0032](形态3)
[0033]根据形态1或2所记载的掩模坯料，其特征在于，在所述遮光膜上具备由含有铬的材料构成的硬质掩膜。
[0034](形态4)
[0035]一种转印用掩模，在透光性基板上具备具有转印图案的遮光膜，其特征在于，
[0036]所述遮光膜是利用由硅和氮构成的材料形成的单层膜，或者是利用由选自半金属元素及非金属元素中的一种以上的元素、硅及氮构成的材料形成的单层膜，
[0037]所述遮光膜对于ArF准分子激光的曝光用光的光学浓度为3.0以上，
[0038]所述遮光膜的所述衰减系数k为2.6以下，
[0039]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掩模坯料，在透光性基板上具备遮光膜，其特征在于，所述遮光膜是利用由硅和氮构成的材料形成的单层膜，或者是利用由选自半金属元素及非金属元素中的一种以上的元素、硅及氮构成的材料形成的单层膜，所述遮光膜对于ArF准分子激光的曝光用光的光学浓度为3.0以上，所述遮光膜的所述衰减系数k为2.6以下，所述遮光膜的所述折射率n为0.8以上，所述遮光膜对于所述曝光用光的折射率n及衰减系数k同时满足以下的式(1)、式(2)和式(3)所限定的关系，n≦0.0733
×
k2+0.4069
×
k+1.0083
···
式(1)，n≧0.0637
×
k2－0.1096
×
k+0.9585
···
式(2)，n≧0.7929
×
k2－2.1606
×
k+2.1448
···
式(3)。2.根据权利要求1所述的掩模坯料，其特征在于，所述遮光膜的除所述透光性基板侧的表层和与所述透光性基板相反的一侧的表层之外的区域的厚度方向上的氮含量的偏差为5原子％以内。3.根据权利要求1或2所述的掩模坯料，其特征在于，在所述遮光膜上具备由含有铬的材料构成的硬质掩膜。4.一种转印用掩模，在透光性基...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口和丈，宍户博明，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：