[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

本发明提供一种掩模坯料，其可以在进行了EB缺陷修正的情况下抑制透光性基板的表面粗糙的发生，可以抑制相移膜的图案发生自发性蚀刻。本发明的掩模坯料中，与透光性基板相接的相移膜由包含最下层的2层以上的层叠结构构成，除最下层以外的层由含有选自半金属元素及非金属元素中的1种以上元素和硅的材料形成，最下层由含有硅和氮的材料形成、或者由含有该材料和选自半金属元素及非金属元素中的1种以上元素的材料形成，在最下层中，用Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;键的存在数除以Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;键、Sisubgt;a/subgt;Nsubgt;b/subgt;键(其中，b/[a+b]＜4/7)及Si‑Si键的总存在数而得到的比率为0.05以下，用Sisubgt;a/subgt;Nsubgt;b/subgt;键的存在数除以Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;键、Sisubgt;a/subgt;Nsubgt;b/subgt;键及Si‑Si键的总存在数而得到的比率为0.1以上。

技术领域

本发明涉及掩模坯料、使用该掩模坯料制造的相移掩模。另外，本发明涉及使用了上述的相移掩模的半导体器件的制造方法。

背景技术

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，除了形成于转印用掩模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，越来越多地在制造半导体装置时的曝光光源中应用ArF准分子激光(波长193nm)。

转印用掩模的一种包括半色调型相移掩模。在半色调型相移掩模的相移膜中，广泛使用了硅化钼(MoSi)类材料。然而，如专利文献1中所公开的那样，近年来已发现MoSi类膜对于ArF准分子激光的曝光光的耐性(所谓的ArF耐光性)低。在专利文献1中，对于形成了图案后的MoSi类膜，通过进行等离子体处理、UV照射处理、或加热处理而在MoSi类膜的图案的表面形成钝化膜，从而提高了ArF耐光性。

专利文献2中公开了具备SiNx的相移膜的相移掩模，专利文献3中记载了确认到SiNx的相移膜具有高ArF耐光性。另一方面，专利文献4中公开了通过对遮光膜的黑缺陷部分供给二氟化氙(XeF₂)气体并对该部分照射电子束而将黑缺陷部蚀刻而除去的缺陷修正技术(以下，将这样的照射电子束等带电粒子而进行的缺陷修正简称为EB缺陷修正)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-217514号公报

专利文献2：日本特开平8-220731号公报

专利文献3：日本特开2014-137388号公报

专利文献4：日本特表2004-537758号公报

发明内容

发明所要解决的问题

一般而言，要求相移膜兼具使入射至该相移膜的曝光光以给定的透射率透过的功能、和使透过该相移膜后的曝光光和仅以与该相移膜的厚度相同的距离在空气中透过后的曝光光之间产生给定的相位差的功能。对于由MoSiN、MoSiON这样的MoSi类材料形成的薄膜而言，通过调整钼(Mo)、氮(N)、氧(O)的各含量，可以调整该薄膜对于曝光光的折射率n及消光系数k，其调整幅度较宽。因此，在利用MoSi类材料形成单层结构的相移膜的情况下，透射率及相位差的调整幅度较宽。

另一方面，对于由SiN、SiO、SiON这样的硅类材料形成的薄膜而言，通过调整氮(N)、氧(O)的各含量，可以调整该薄膜对于曝光光的折射率n及消光系数k，但其调整幅度较窄。因此，在利用硅类材料形成单层结构的相移膜的情况下，透射率及相位差的调整幅度较窄。于是，考虑了由2层以上的层叠结构形成硅类材料的相移膜。具体而言，对包含氮含量较少的SiN类材料层和氮含量较多的硅类材料层的相移膜进行了研究。