[发明专利]掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法

说明书

本发明的掩模坯料(100)具备在透光性基板(1)上依次层叠有相移膜(2)和遮光膜(3)的结构，相移膜与遮光膜的层叠结构对于ArF准分子激光的曝光光的光密度为3.5以上，遮光膜具备从透光性基板侧起层叠有下层(31)及上层(32)的结构，下层由铬、氧、氮及碳的总含量为90原子％以上的材料形成，上层由金属及硅的总含量为80原子％以上的材料形成，上层对于曝光光的消光系数k_U大于下层对于曝光光的消光系数k_L。

技术领域

本发明涉及相移掩模用的掩模坯料、相移掩模及使用该相移掩模的半导体器件的制造方法。

背景技术

一般而言，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。该微细图案的形成中通常使用多片被称作转印用掩模的基板。该转印用掩模一般在透光性的玻璃基板上设置有由金属薄膜等形成的微细图案。在该转印用掩模的制造中，也使用了光刻法。

作为转印用掩模的种类，除了现有的在透光性基板上具备包含铬类材料的遮光膜图案的二元掩模以外，还已知有半色调型相移掩模。该半色调型相移掩模在透光性基板上具备有相移膜的图案。该相移膜具有使光以实质上对曝光没有帮助的强度透射、且使透过该相移膜的光相对于仅以相同距离通过空气中的光产生给定的相位差的功能，由此，产生所谓相移效果。

如专利文献1中所公开的那样，使用曝光装置将转印用掩模的图案曝光转印至1片半导体晶片上的抗蚀膜上时，通常对该转印用掩模的图案在该抗蚀膜的不同位置上进行重复曝光转印。另外，对该抗蚀膜的重复曝光转印不设置间隔地进行。在曝光装置中设置光圈，从而仅对转印用掩模的待形成转印图案的区域(转印区域)照射曝光光。然而，通过光圈包覆(遮蔽)曝光光的精度存在限制，难以避免曝光光在比转印用掩模的转印区域更外侧漏光。因此，使用曝光装置在半导体晶片上的抗蚀膜上进行曝光转印时，为了使抗蚀膜不受透过上述外周区域的曝光光带来的影响，对于转印用掩模中待形成转印图案的区域的外周区域，要求确保给定值以上的光密度(OD：Optical Density)。通常，在转印用掩模的外周区域，期望OD为3以上(透射率约0.1％以下)，需要至少为2.8左右(透射率约0.16％)。

然而，半色调型相移掩模的相移膜具有使曝光光以给定的透射率透过的功能，难以仅通过该相移膜确保在转印用掩模的外周区域所要求的光密度。因此，如专利文献1所公开的那样，在半色调型相移掩模的情况下，通过在外周区域的半透光层上层叠遮光层(遮光带)，利用半透光层与遮光层的层叠结构确保上述的给定值以上的光密度。

另一方面，如专利文献2所公开的那样，作为半色调型相移掩模的掩模坯料，目前已知一种掩模坯料，其具有在透光性基板上层叠有包含金属硅化物类材料的半色调相移膜、包含铬类材料的遮光膜、包含无机类材料的蚀刻掩模膜的结构。使用该掩模坯料制造相移掩模的情况下，首先，将形成于掩模坯料表面的抗蚀剂图案作为掩模，通过利用氟类气体的干法蚀刻对蚀刻掩模膜形成图案。接下来，将蚀刻掩模膜图案作为掩模，通过利用氯与氧的混合气体的干法蚀刻对遮光膜形成图案，进一步将遮光膜图案作为掩模，通过利用氟类气体的干法蚀刻对相移膜形成图案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-128840号公报

专利文献2：国际公开第2004/090635号公报

发明内容

发明所要解决的问题