掩模坯料、转印用掩模的制造方法以及半导体器件的制造方法与流程

1.本公开涉及掩模坯料、使用该掩模坯料的转印用掩模的制造方法以及使用通过该制造方法制造的转印用掩模的半导体器件的制造方法。


背景技术：

2.一般来说，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使用若干个被称为转印用掩模(光掩模)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构成的微细图案，该转印用掩模的制造中也使用了光刻法。
3.该转印用掩模成为用于大量转印相同的微细图案的原版，因此，形成于转印用掩模上的图案的尺寸精度直接影响使用该转印用掩模制作的微细图案的尺寸精度。近年来，半导体器件的图案的微细化显著发展，随之，不仅要求形成于转印用掩模的掩模图案的微细化，还要求比该图案精度更高的图案。另一方面，不仅转印用掩模的图案的微细化，而且光刻中使用的曝光用光源波长的短波长化也不断发展。具体而言，作为半导体器件制造时的曝光用光源，近年来，从krf准分子激光(波长248nm)向arf准分子激光(波长193nm)，朝短波长化不断发展。
4.另外，作为转印用掩模的种类，除了在透光性基板上具有由铬系材料构成的遮光膜图案的二元掩模(例如参照专利文献1)之外，还已知有例如半色调型相移掩模(例如参照专利文献2)。该半色调型相移掩模在透光性基板上具备光半透膜图案。该光半透膜(半色调型相移膜)具有以实质上对曝光无贡献的强度使光透过、并且使透过了该光半透膜的光相对于在空气中通过相同的距离的光产生规定的相位差的功能，由此，产生了所谓的相移效果。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2001－305713号公报
8.专利文献2:国际公开第2004/090635号公报


技术实现要素：

9.发明将要解决的课题
10.如上述那样，近年来，掩模图案的微细化显著发展，例如要求以较高的图案精度形成尺寸为50nm以下那样的微细的图案。为了获得这种微细图案以较高的图案精度形成的转印用掩模，在该转印用掩模的制造所使用的掩模坯料中，也要求例如表面缺陷较少的高品质的掩模坯料。该掩模坯料例如在基板上具备图案形成用薄膜，但即使在该图案形成用薄膜的表面存在的缺陷是高度、大小较小的微小缺陷(凸状缺陷)，也会考虑到在以较高的图案精度形成上述那样的微细图案的方面产生不良影响的可能性。
11.另外，近年来，在掩模坯料的缺陷检查中，开始使用了采用波长193nm的检查光的最尖端的缺陷检查装置。若用这种缺陷检查装置进行缺陷检查，则即使在掩模坯料的图案形成用薄膜的表面存在的缺陷是微小缺陷，如果缺陷数非常多，则有时会产生在检查中途结束检查(溢流)的问题。
12.本公开鉴于上述以往的课题而完成，其目的是，第一，提供在基板上具备图案形成用薄膜的结构的掩模坯料，其中，图案形成用薄膜表面的微小缺陷较少。
13.本公开的第二目的是，提供在用上述那样的最尖端的缺陷检查装置进行掩模坯料的缺陷检查时不会带来不良影响的掩模坯料。
14.本公开的第三目的是，提供通过使用该掩模坯料而形成了高精度的微细的转印图案的转印用掩模的制造方法。
15.本公开的第四目的是，提供能够使用该转印用掩模在半导体基板上的抗蚀剂膜上进行高精度的图案转印的半导体器件的制造方法。
16.用于解决课题的手段
17.本发明人们为了解决以上的课题而持续进行了深刻研究，结果完成了本公开。
18.即，为了解决上述课题，本公开具有以下的构成。
19.(构成1)
20.一种在基板上具备图案形成用薄膜的掩模坯料，所述图案形成用薄膜是含有铬与氮的单层膜、或者包含含有铬与氮的氮化铬系层的多层膜，对于所述图案形成用薄膜的表面，设定以所述基板的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域，在所述中央区域测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，sa为1.0nm以下，并且sz/sa为14以下。
21.(构成2)
22.根据构成1所述的掩模坯料，对于所述图案形成用薄膜的表面，以与所述中央区域的外周相接并且包围所有的所述外周的方式，设定8处一边为1μm的四边形的内侧区域并且是相互不重叠的邻接区域，在所有的所述邻接区域分别测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，所有的sa为1.0nm以下，并且所有的sz/sa为14以下。
23.(构成3)
24.根据构成1或2所述的掩模坯料，所述中央区域的最大高度sz为10nm以下。
25.(构成4)
26.根据构成1至3中任一项所述的掩模坯料，所述中央区域的均方根粗糙度sq为1.0nm以下。
27.(构成5)
28.根据构成1至4中任一项所述的掩模坯料，对于所述图案形成用薄膜的表面，通过使用了波长193nm的检查光的缺陷检查装置进行缺陷检查，取得一边为132mm的四边形的内侧区域即图案形成区域的凸状缺陷的分布时，在所述图案形成区域内存在高度为10nm以下的凸状缺陷即微小缺陷，存在于所述图案形成区域内的所述微小缺陷的存在数量为100个以下。
29.(构成6)
30.根据构成1至5中任一项所述的掩模坯料，所述单层膜的除去与所述基板相反的一侧的表层的部分的氮的含量为8原子％以上，或者所述多层膜的所述氮化铬系层的氮的含
量为8原子％以上。
31.(构成7)
32.根据构成1至6中任一项所述的掩模坯料，所述单层膜的除去与所述基板相反的一侧的表层的部分的铬的含量为60原子％以上，或者所述多层膜的所述氮化铬系层的铬的含量为60原子％以上。
33.(构成8)
34.根据构成1至7中任一项所述的掩模坯料，所述多层膜在所述氮化铬系层之上具备含有硅以及氧的硬掩模层。
35.(构成9)
36.根据构成1至7中任一项所述的掩模坯料，所述多层膜在所述氮化铬系层之上具备含有铬、氧以及氮的上层。
37.(构成10)
38.根据构成9所述的掩模坯料，所述多层膜在所述上层之上具备含有硅以及氧的硬掩模层。
39.(构成11)
40.根据构成1至10中任一项所述的掩模坯料，在所述基板与所述图案形成用薄膜之间具备相移膜。
41.(构成12)
42.根据构成11所述的掩模坯料，所述相移膜具有使arf准分子激光的曝光用光以8％以上的透过率透过的功能、及使得在与相对于透过了所述相移膜的所述曝光用光以与所述相移膜的厚度相同的距离通过空气中的所述曝光用光之间产生150度以上210度以下的相位差的功能，所述arf准分子激光的波长为193nm。
43.(构成13)
44.根据构成11或12所述的掩模坯料，所述相移膜与所述图案形成用薄膜的层叠结构中的对于arf准分子激光的曝光用光的光学浓度为3.3以上，所述arf准分子激光的波长为193nm。
45.(构成14)
46.一种使用构成1至10中任一项所述的掩模坯料的转印用掩模的制造方法，具有如下工序：通过将具有转印图案的抗蚀剂膜作为掩模的干式蚀刻，在所述图案形成用薄膜上形成转印图案。
47.(构成15)
48.一种使用构成11至13中任一项所述的掩模坯料的转印用掩模的制造方法，具有如下工序：通过将具有转印图案的抗蚀剂膜作为掩模的干式蚀刻，在所述图案形成用薄膜上形成转印图案；以及通过将具有所述转印图案的图案形成用薄膜作为掩模的干式蚀刻，在所述相移膜上形成转印图案。
49.(构成16)
50.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，具备如下工序：使用通过构成14或15所述的转印用掩模的制造方法获得的转印用掩模，将转印图案曝光转印到半导体基板上的抗蚀剂膜上。
51.发明效果
52.根据本公开的掩模坯料，能够提供在基板上具备图案形成用薄膜的结构的掩模坯料，其中，所述图案形成用薄膜是含有铬与氮的单层膜、或者包含含有铬与氮的氮化铬系层的多层膜，对于所述图案形成用薄膜的表面，设定以所述基板的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域，在所述中央区域测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，sa为1.0nm以下，并且sz/sa为14以下，由此，图案形成用薄膜表面的微小缺陷较少。另外，根据本公开的掩模坯料，在利用上述那样的最尖端的缺陷检查装置进行掩模坯料的缺陷检查时，不会产生例如在检查中途结束检查(溢流)那样的问题。
53.另外，通过使用该掩模坯料，能够制造形成有高精度的微细的转印图案的转印用掩模。而且，通过使用该转印用掩模，在半导体基板上的抗蚀剂膜进行图案转印，能够制造形成有图案精度优异的器件图案的高品质的半导体器件。
附图说明
54.图1是表示本公开的掩模坯料的第一实施方式的剖面概略图。
55.图2是表示本公开的掩模坯料的第一实施方式的具体的构成例的剖面概略图。
56.图3是表示本公开的掩模坯料的第一实施方式的其他具体的构成例的剖面概略图。
57.图4是表示本公开的掩模坯料的第二实施方式的剖面概略图。
58.图5是表示使用了本公开的第一实施方式的掩模坯料的转印用掩模的制造工序的剖面概略图。
59.图6是表示使用了本公开的第二实施方式的掩模坯料的转印用掩模的制造工序的剖面概略图。
60.图7是表示本公开的掩模坯料的中央区域以及邻接区域的俯视图。
具体实施方式
61.以下，一边参照附图一边详细叙述用于实施本公开的方式。
62.首先，对完成本公开的经过进行说明。
63.在基板上具备由铬系材料构成的遮光膜的掩模坯料中，为了形成更高的光学浓度(optical density：od)的遮光膜，例如以30nm以上的膜厚溅射形成例如含有铬、氧与碳的膜(croc膜)时，有时多发微小缺陷。另外，本公开中所说的微小缺陷是高度为10nm以下、大小为70nm以下的凸状缺陷。
64.认为由于这种微小缺陷存在于遮光膜的表面，在以较高的图案精度形成近年来被要求的微细图案的方面有带来不良影响的可能性。另外，若用近年来的使用波长193nm的检查光的最尖端的缺陷检查装置进行掩模坯料的缺陷检查，则即使在掩模坯料的图案形成用薄膜(遮光膜)的表面存在的缺陷是微小缺陷，如果缺陷数量非常多，则有时会产生在检查中途结束检查(溢流)的问题。
65.因此，本发明人们对铬系材料膜中的构成元素进行了研究，结果发现，通过使铬系遮光膜的组成为含有铬与氮的膜，能够减少上述的微小缺陷的产生数量。但是，明确了在铬系遮光膜产生的微小缺陷仅通过确定该遮光膜的构成元素难以抑制。需要通过调整在基板
上利用溅射法形成该遮光膜时的成膜条件来抑制在遮光膜产生的结晶的生长。但是，该成膜条件很大程度上依赖于所使用的成膜装置。因此，需要用于确定能够抑制微小缺陷的产生的溅射装置固有的成膜条件的新指标。
66.本发明人们研究的结果得知，用原子力显微镜(atomic force microscope：以下简称为“afm”。)对于掩模坯料的图案形成用薄膜(例如遮光膜)的表面测定的结果是，在存在微小缺陷的测定部位与不存在微小缺陷的测定部位，算术平均粗糙度sa和最大高度sz与算术平均粗糙度sa之比(最大高度sz/算术平均粗糙度sa)的数值有相对较大的差异。因此，判断为作为规定掩模坯料的图案形成用薄膜上有无微小缺陷的参数，优选采用对于图案形成用薄膜在一边为1μm的四边形的区域内进行afm测定而计算出的sa与sz/sa的数值。
67.本发明人们综合考虑这些情况，为了解决上述课题，得出如下结论并完成本公开：一种掩模坯料，其在基板上具备图案形成用薄膜，其中优选为，该图案形成用薄膜是含有铬与氮单层膜、或者包含含有铬与氮的氮化铬系层的多层膜，对于上述图案形成用薄膜的表面，设定以上述基板的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域，在该中央区域测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，sa为1.0nm以下，并且sz/sa为14以下。
68.以下，基于实施方式，详细地说明本公开。
69.[掩模坯料]
[0070]
首先，对本公开的掩模坯料进行说明。
[0071]
[第一实施方式]
[0072]
图1是表示本公开的掩模坯料的第一实施方式的剖面概略图。
[0073]
如图1所示，本公开的第一实施方式的掩模坯料10是在基板1上具备图案形成用薄膜2的结构的掩模坯料。
[0074]
这里，作为上述基板1，优选为透光性基板。作为该透光性基板，一般来说可列举玻璃基板。玻璃基板由于平坦度以及平滑度优异，因此在使用转印用掩模进行向被转印基板上的图案转印的情况下，可以不产生转印图案的变形等地进行高精度的图案转印。作为透光性基板，除了合成石英玻璃之外，还可以由石英玻璃、硅酸铝玻璃、钠钙玻璃、低热膨胀玻璃(sio2－tio2玻璃等)等玻璃材料形成。其中，合成石英玻璃例如对于作为曝光用光的arf准分子激光束(波长193nm)的透过率高，特别优选作为形成掩模坯料10的基板1的材料。
[0075]
上述图案形成用薄膜2是含有铬与氮的单层膜、或者包含含有铬与氮的氮化铬系层的多层膜。含有铬与氮的单层膜的膜厚可以是30nm以上，优选的是35nm以上，进一步优选的是40nm以上。另外，含有铬与氮的氮化铬系层的膜厚可以是30nm以上，优选的是35nm以上，进一步优选的是40nm以上。
[0076]
上述图案形成用薄膜2是含有铬与氮的单层膜(以下，也称作“氮化铬系单层膜”。)的情况下，例如是遮光膜，作为具体的材料，优选举出crn。
[0077]
上述氮化铬系单层膜的除去与基板1相反的一侧的表层的部分的氮的含量优选的是8原子％以上，更优选的是10原子％以上，进一步优选的是12原子％以上。通过含有8原子％以上的氮，能够抑制上述图案形成用薄膜2的表面的微小缺陷的产生。
[0078]
这里，除去上述氮化铬系单层膜的与基板1相反的一侧的表层的理由是因为，在对于溅射成膜后的氮化铬系单层膜进行清洗等处理时，难以避免该氮化铬系单层膜的表层氧化铬化。另外，表层是指上述氮化铬系单层膜的与基板1相反的一侧的表面起在深度方向上
到5nm的深度的区域。
[0079]
另外，若氮化铬系材料中的氮的含量较多，则产生氮化铬系单层膜对于曝光用光的光学浓度降低的问题，因此上述氮化铬系单层膜的氮的含量优选的是30原子％以下，更优选的是20原子％以下。
[0080]
另外，上述氮化铬系单层膜的除去与基板1相反的一侧的表层的部分的铬的含量优选的是60原子％以上，更优选的是70原子％以上，进一步优选的是80原子％以上。上述氮化铬系单层膜例如是遮光膜，需要对于曝光用光确保规定的光学浓度。出于这种观点，上述铬的含量期望的是60原子％以上。
[0081]
另外，上述氮化铬系单层膜除了铬与氮之外，例如也可以是含有氧、碳等元素的材料(例如crocn等)。但是，出于抑制上述的图案形成用薄膜的表面的微小缺陷的产生的观点，上述氧、碳、硼、氢等元素的各含量优选的是小于5原子％，更优选的是3原子％以下。另外，上述氧、碳、硼、氢等元素的合计含量优选的是10原子％以下，更优选的是5原子％以下。
[0082]
另外，上述氮化铬系单层膜的厚度可以是30nm以上。为了形成更高的光学浓度(例如对于arf准分子激光(波长193nm)的曝光用光的光学浓度3.3以上)的遮光膜，可以通过本公开解决例如以30nm以上的膜厚溅射形成croc膜时有时会多发微小缺陷这一以往的问题。
[0083]
另外，上述图案形成用薄膜2为包含含有铬与氮的氮化铬系层的多层膜的情况下，该多层膜例如是遮光膜。作为上述氮化铬系层的具体的材料，优选的是举出crn。
[0084]
上述多层膜的氮化铬系层的氮的含量与上述氮化铬系单层膜的情况相同，优选的是8原子％以上，更优选的是10原子％以上，进一步优选的是12原子％以上。通过含有8原子％以上的氮，能够抑制上述图案形成用薄膜2的表面的微小缺陷的产生。
[0085]
另外，若氮化铬系材料中的氮的含量较多，则会产生氮化铬系层的对于曝光用光的光学浓度降低的问题，因此上述氮化铬系层的氮的含量优选的是30原子％以下，更优选的是20原子％以下。
[0086]
另外，上述多层膜的氮化铬系层的铬的含量与上述氮化铬系单层膜的情况相同，优选的是60原子％以上，更优选的是70原子％以上，进一步优选的是80原子％以上。上述氮化铬系层例如是遮光膜的主要部分，需要对于曝光用光确保规定的光学浓度。出于这种观点，上述铬的含量期望的是60原子％以上。
[0087]
另外，上述多层膜的氮化铬系层与上述氮化铬系单层膜的情况相同，除了铬与氮之外，例如也可以是含有氧、碳等元素的材料(例如crocn等)。但是，出于抑制上述的图案形成用薄膜的表面的微小缺陷的产生的观点，上述氧、碳、硼、氢等元素的含量优选的是小于5原子％，更优选的是3原子％以下。另外，上述氧、碳、硼、氢等元素的合计含量优选的是10原子％以下，更优选的是5原子％以下。
[0088]
另外，例如作为遮光膜的主要部分的上述多层膜的氮化铬系层的厚度与上述氮化铬系单层膜的情况相同，可以是30nm以上。为了形成更高的光学浓度的遮光膜(例如对于arf准分子激光(波长193nm)的曝光用光的光学浓度3.3以上)，可以本公开解决例如以30nm以上的膜厚溅射形成croc膜时有时会多发微小缺陷这一以往的问题。
[0089]
另外，关于本第一实施方式的掩模坯料10，作为上述图案形成用薄膜2，可以是在上述多层膜的氮化铬系层之上具备含有硅以及氧的硬掩模层的构成。
[0090]
图2是表示本公开的掩模坯料的第一实施方式的具体的构成例的剖面概略图。如
图2所示，掩模坯料具备在基板1上作为图案形成用薄膜依次层叠有氮化铬系层5与硬掩模层7的结构。
[0091]
关于上述氮化铬系层5的构成，如上述那样，因此这里省略说明。
[0092]
另外，上述硬掩模层7作为在上述氮化铬系层5形成转印图案时的蚀刻掩模发挥功能。因而，上述硬掩模层7需要是与正下方的氮化铬系层5的蚀刻选择性较高的原材料，在本第一实施方式中，通过对硬掩模层7的原材料选择硅系材料，能够确保与氮化铬系层5的高蚀刻选择性。
[0093]
本第一实施方式中，上述硬掩模层7由含有硅以及氧的材料构成，例如优选举出由硅以及氧构成的材料(sio系材料)、或者在该材料中进一步含有氮等元素的材料(sino系材料)。另一方面，硬掩模层7也可以由含有钽的材料形成。作为这种情况下的含有钽的材料，除了钽金属之外，可列举使钽中含有选自氮、氧、硼以及碳的一种以上的元素的材料等。例如可列举ta、tan、tao、taon、tabn、tabo、tabon、tacn、taco、tacon、tabcn、tabocn等。
[0094]
上述硬掩模层7的膜厚不需要特别限制，但由于该硬掩模层7作为通过使用了氯类气体的干式蚀刻将正下方的氮化铬系层5(遮光膜)图案化时的蚀刻掩模发挥功能，因此至少需要在正下方的氮化铬系层5的蚀刻完成之前不消失的程度的膜厚。另一方面，若硬掩模层7的膜厚较厚，则难以将正上方的抗蚀剂图案薄膜化。出于这种观点，上述硬掩模层7的膜厚优选的是例如2nm以上15nm以下的范围，更优选的是3nm以上10nm以下。
[0095]
另外，关于本第一实施方式的掩模坯料10，作为上述图案形成用薄膜2，可以是在上述多层膜的氮化铬系层之上具备含有铬、氧以及氮的上层的构成。
[0096]
图3是表示本公开的掩模坯料的第一实施方式的其他具体的构成例的剖面概略图。如图3所示，掩模坯料具备在基板1上作为图案形成用薄膜依次层叠有氮化铬系层5、由铬系材料构成的上层6与硬掩模层7的结构。在该构成例中，作为遮光膜，具备氮化铬系层5与由铬系材料构成的上层6的层叠结构。
[0097]
关于上述氮化铬系层5的构成，如上述那样，因此这里省略说明。
[0098]
在本第一实施方式中，上述上层6由含有铬、氧以及氮的材料构成，例如优选举出由铬、氧以及氮构成的材料(cron系材料)、或者在该材料中进一步含有碳等元素的材料(crocn系材料)。上层6除了铬、氧以及氮之外，也可以含有碳、硼、氢等元素。
[0099]
上层6的铬的含量优选的是小于60原子％，更优选的是55原子％以下。上层6的铬的含量优选的是30原子％以上，更优选的是40原子％以上。上层6的氧的含量优选的是10原子％以上，更优选的是15原子％以上。上层6的氧的含量优选的是40原子％以下，更优选的是30原子％以下。上层6的氮的含量优选的是5原子％以上，更优选的是7原子％以上。上层6的氮的含量优选的是20原子％以下，更优选的是15原子％以下。上层6的碳的含量优选的是5原子％以上，更优选的是7原子％以上。上层6的碳的含量优选的是20原子％以下，更优选的是15原子％以下。
[0100]
通过在上述氮化铬系层5之上具备由铬系材料构成的上层6，能够减少遮光膜的表面反射率(例如对于arf准分子激光(波长193nm)的曝光用光的反射率小于35％)。出于这种观点，上述上层6的膜厚例如优选的是2nm以上10nm以下的范围，更优选的是3nm以上7nm以下。
[0101]
另外，在图3所示的构成例中，如上述那样，在上层6之上具备硬掩模层7，但关于上
述硬掩模层7的构成，如上述那样，因此这里省略说明。
[0102]
另外，本第一实施方式的掩模坯料10可以通过在上述基板1上形成上述的图案形成用薄膜2来制造。该图案形成用薄膜2是上述的氮化铬系单层膜、包含氮化铬系层5以及硬掩模层7的层叠膜(图2)，或者包含氮化铬系层5、由铬系材料构成的上层6、硬掩模层7等的层叠膜(图3)。
[0103]
关于形成上述图案形成用薄膜2的方法也无需特别限制，但其中也优选举出溅射成膜法。若采用溅射成膜法，则能够形成均匀且膜厚恒定的膜，因此优选。
[0104]
另外，本第一实施方式的掩模坯料10的特征在于，对于上述图案形成用薄膜2的表面，设定以上述基板1的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21(图7)，在该中央区域21测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，sa为1.0nm以下，并且sz/sa为14以下。
[0105]
这里，算术平均粗糙度sa是评价由iso25178规定的面粗糙度的参数，是将此前由iso4287、jis b0601规定的表示二维的表面性状的线粗糙度的参数ra(线的算术平均高度)扩展为三维(面)的参数。具体而言，表示基准区域a中的各测定点的距平均面(最小自乘平面等)的高度之差(z(x,y))的绝对值的平均值。计算式如以下那样表示。
[0106]
[式1]
[0107][0108]
另外，最大高度sz是将线粗糙度的参数rz(最大高度)扩展为三维(面)的参数，并且是基准区域a中的最大峰高度sp与最大谷深度sv之和。即，最大高度sz如以下那样表示。
[0109]
sz＝sp sv
[0110]
这里，上述最大峰高度sp与上述最大谷深度sv分别是将线粗糙度的参数rp与rv扩展为三维(面)的参数。最大峰高度sp表示基准区域a中的山顶部的高度的最大值，最大谷深度sv表示基准区域a中的谷底部的深度的最大值。
[0111]
关于这些参数sz、sp、sv，也由iso25178规定。
[0112]
在本公开中，上述基准区域a是指相对于上述图案形成用薄膜2的表面，以上述基板1的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21以及后述的邻接区域22(参照图7)。
[0113]
另外，在本公开中，采用对图案形成用薄膜2的表面以1μm见方进行afm测定而计算的算术平均粗糙度sa、最大高度sz与sz/sa的数值。
[0114]
如前述那样，本发明人们的研究结果是，得知通过afm对于掩模坯料的图案形成用薄膜(例如遮光膜)的表面测定的结果为，在存在微小缺陷的测定部位与不存在微小缺陷的测定部位，算术平均粗糙度sa、和最大高度sz与算术平均粗糙度sa之比(最大高度sz/算术平均粗糙度sa)的数值存在相对较大的差异。因此，作为规定掩模坯料的图案形成用薄膜上的微小缺陷的有无的参数，判断为优选采用对于图案形成用薄膜在一边为1μm的四边形的区域内进行afm测定而计算的算术平均粗糙度sa与sz/sa的数值。
[0115]
本第一实施方式的掩模坯料10是如下掩模坯料：对于上述图案形成用薄膜2的表面，设定以上述基板1的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21，在该中央区域21测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，sa为1.0nm以下，并且sz/sa为14以下，由此，图案形成用薄膜表面的微小缺陷较少。另外，sz/sa特别优选的是12以下，sa特别优选
的是0.6以下。
[0116]
因而，在用如前述那样的使用了波长193nm的检查光的最尖端的缺陷检查装置进行掩模坯料的缺陷检查时，不会产生例如在检查中途结束检查(溢流)那样的问题。
[0117]
另外，在本公开中，对于上述图案形成用薄膜2的表面，设定以上述基板1的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21，在该中央区域21测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，规定sa与sz/sa的数值。根据本发明人们的研究，获得了如下见解：在图案形成用薄膜的图案形成区域(例如一边为6英寸的四边形的掩模坯料中，图案形成区域是132nm
×
132nm。)内多发微小缺陷的情况下，在图案形成用薄膜的中央区域21也存在微小缺陷的概率相当高。因而，在图案形成用薄膜的上述中央区域21中微小缺陷少和图案形成用薄膜的至少图案形成区域的微小缺陷的个数成为进行缺陷检查时不会带来不良影响的个数(例如100个以下)之间具有相关性。根据以上，在本公开中，规定了在上述中央区域21测定时的sa与sz/sa的数值。
[0118]
在图案形成用薄膜2的氮化铬系单层膜产生了微小缺陷的情况下，即使在其上形成硬掩模层7，也会在硬掩模层7的表面产生该氮化铬系单层膜的微小缺陷所引起的微小缺陷。另外，在图案形成用薄膜2的氮化铬系单层膜产生了微小缺陷的情况下，即使在其上形成上层6、硬掩模层7，也会在上层6、硬掩模层7的表面产生该氮化铬系单层膜的微小缺陷所引起的缺陷。因此，对于作为图案形成用薄膜2的最上层的上层6、硬掩模层7的表面，在一边为1μm的四边形的区域内进行afm测定而计算出的sa与sz/sa能够用作判断氮化铬系单层膜、氮化铬系层5的表面的微小缺陷的指标。
[0119]
另外，如图7所示，在本公开中，更优选的是，对于上述图案形成用薄膜2的表面，以包围上述中央区域21且与其外周(包含四个边与四个角)相接的方式，设定8处一边为1μm的四边形的内侧区域即邻接区域22，在所有所述邻接区域22分别测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，所有的sa为1.0nm以下，并且所有的sz/sa为14以下。另外，特别优选的是所有的sz/sa为12以下，特别优选的是所有的sa为0.6以下。8个邻接区域22的各个不具有与其他邻接区域重叠的区域，中央区域21的整个外周被8个邻接区域22包围。即，8个邻接区域22中的四个邻接区域所具有的一边分别与中央区域21所具有的四个边的各个对应。而且，其他四个邻接区域所具有的一个角分别与中央区域21所具有的四个角的各个相接。各个邻接区域22除了与中央区域21的一边对应的边之外，具有与邻接的两个其他邻接区域22分别具有的一个边分别对应的两个边。
[0120]
在上述的邻接区域22中，也是采用所有的sa为1.0nm以下并且所有的sz/sa为14以下的掩模坯料，使得图案形成用薄膜表面的微小缺陷少的可靠性进一步提高。
[0121]
另外，在本公开中，优选的是上述中央区域21的最大高度sz为10nm以下。通过采用在上述中央区域21测定时的sz/sa为14以下、并且最大高度sz为10nm以下的掩模坯料，使得图案形成用薄膜表面的微小缺陷少的可靠性进一步提高。而且，在所有所述邻接区域22中，也是更优选最大高度sz为10nm以下。
[0122]
另外，在本公开中，上述中央区域21的均方根粗糙度sq优选的是1.0nm以下。这里，均方根粗糙度sq与上述算术平均粗糙度sa、最大高度sz相同，是由iso25178规定的评价面粗糙度的参数，是将此前由iso4287、jis b0601规定的表示二维的表面性状的线粗糙度的参数rq(线的均方根粗糙度)扩展为三维(面)的参数。sq的计算式如以下那样表示。
[0123]
[式2]
[0124][0125]
上述中央区域21的均方根粗糙度sq为1.0nm以下，使得将该图案形成用薄膜图案化时的图案侧壁的ler(line edge roughness)更良好。均方根粗糙度sq更优选的是0.8nm以下。而且，在所有所述邻接区域22中，也是优选为均方根粗糙度sq是1.0nm以下，更优选的是0.8nm以下。
[0126]
另外，本第一实施方式的掩模坯料10对于上述图案形成用薄膜2的表面，通过使用了波长193nm的检查光的缺陷检查装置进行缺陷检查，取得一边为132mm的四边形的内侧区域即图案形成区域的凸状缺陷的分布时，在该图案形成区域内存在高度为10nm以下的凸状缺陷即微小缺陷，存在于该图案形成区域内的上述微小缺陷的存在数量为100个以下。即，图案形成用薄膜2的至少图案形成区域的微小缺陷的个数是在进行缺陷检查时不会带来不良影响的个数。
[0127]
例如具体而言，对于掩模坯料的图案形成用薄膜(遮光膜或者硬掩模膜等)的表面，通过前述那样的使用了波长193nm的检查光的缺陷检查装置进行缺陷检查，取得缺陷的坐标图，对于存在缺陷的所有部位(明显除去以往的异物缺陷、凹缺陷)通过afm测定该缺陷的高度，并将微小缺陷的个数计数即可。
[0128]
[第二实施方式]
[0129]
图4是表示本公开的掩模坯料的第二实施方式的剖面概略图。如图4所示，本公开的第二实施方式的掩模坯料30是在上述基板1与上述图案形成用薄膜2之间具备相移膜8的结构的掩模坯料。
[0130]
上述相移膜8例如是具有使arf准分子激光(波长193nm)的曝光用光以8％以上的透过率透过的功能、和使得在与相对于透过了上述相移膜8的上述曝光用光以与相移膜8的厚度相同的距离通过空气中的上述曝光用光之间产生150度以上210度以下的相位差的功能的膜。具备具有这种功能的相移膜8的上述掩模坯料30是半色调型相移掩模制造用的掩模坯料。设于8％以上这一透过率相对较高的相移膜之上的遮光膜要求对于曝光用光的高光学浓度。因此，通过对图案形成用薄膜2应用上述的氮化铬系单层膜、氮化铬系层5(图2、图3)而得的效果较大。
[0131]
在本第二实施方式的掩模坯料30中，上述相移膜8例如由含有硅的材料形成，但应用于本第二实施方式的上述相移膜8的构成无需特别限定，例如能够应用迄今为止使用的相移掩模中的相移膜的构成。
[0132]
上述相移膜8除了例如含有硅的材料、含有过渡金属与硅的材料之外，为了改进膜的光学特性(透光率、相位差等)、物理属性(蚀刻速率、与其他膜(层)的蚀刻选择性等)等、还由含有氮、氧以及碳中的至少一种元素的材料形成。
[0133]
作为含有上述硅的材料，具体而言，优选含有硅的氮化物、氧化物、碳化物、氮氧化物(氧化氮化物)、碳氧化物(碳化氧化物)、或者碳氮氧化物(碳化氧化氮化物)的材料。
[0134]
另外，作为上述含有过渡金属与硅的材料，具体而言，优选含有由过渡金属以及硅构成的过渡金属硅化物、或者过渡金属硅化物的氮化物、氧化物、碳化物、氮氧化物、碳氧化物、或者碳氮氧化物的材料。在过渡金属中能够应用钼、钽、钨、钛、铬、铪、镍、钒、锆、钌、铑、
铌等。其中也特别优选的是钼。
[0135]
另外，上述相移膜8能够应用于单层结构、或者由低透过率层与高透过率层构成的层叠结构中的任一种。
[0136]
上述相移膜8的优选的膜厚也根据材质而不同，但特别是出于相移功能、曝光透光率的观点，期望的是被适当调整。通常的膜厚例如是100nm以下、进一步优选的是80nm以下的范围。关于形成上述相移膜8的方法，不被特别限制，但优选的是举出溅射成膜法。
[0137]
另外，关于本第二实施方式的掩模坯料30中的上述基板1、上述图案形成用薄膜2的详细情况，与上述的第一实施方式的情况相同，因此这里省略重复说明。
[0138]
另外，关于形成本第二实施方式的掩模坯料30中的上述图案形成用薄膜2的方法，也与第一实施方式的情况相同，优选为溅射成膜法。另外，关于构成图案形成用薄膜2的上述氮化铬系单层膜、或者图2、图3中说明的包含氮化铬系层5、由铬系材料构成的上层6、硬掩模层7等的层叠膜的各膜的膜厚，也与第一实施方式的情况相同。
[0139]
在本第二实施方式的掩模坯料30中，在上述相移膜8与上述图案形成用薄膜2的层叠结构中，例如对于arf准分子激光(波长193nm)的曝光用光的光学浓度(od)优选的是3.3以上。
[0140]
在本第二实施方式的掩模坯料30中，其特征也在于，对于上述图案形成用薄膜2的表面，设定以上述基板1的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21，在该中央区域21测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，sa为1.0nm以下，并且sz/sa为14以下。
[0141]
本第二实施方式的掩模坯料30是如下掩模坯料：对于上述图案形成用薄膜2的表面，设定以上述基板1的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21，在该中央区域21测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，sa为1.0nm以下，并且sz/sa为14以下，由此，图案形成用薄膜表面的微小缺陷较少。另外，sz/sa特别优选的是12以下，sa特别优选的是0.6nm以下。
[0142]
另外，对于本第二实施方式，也是更优选为，对于上述图案形成用薄膜2的表面，以与上述中央区域21的外周相接的方式，设定8处一边为1μm的四边形的内侧区域即邻接区域22，在所有所述邻接区域22分别测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz时，所有的sa为1.0nm以下，并且所有的sz/sa为14以下。另外，所有的sz/sa特别优选的是12以下，所有的sa特别优选的是0.6nm以下。
[0143]
在上述的8个邻接区域22中，也是采用所有的sa为1.0nm以下并且所有的sz/sa为14以下的掩模坯料，使得图案形成用薄膜表面的微小缺陷少的可靠性进一步提高。
[0144]
另外，对于本第二实施方式，也是优选为上述中央区域21的最大高度sz是10nm以下。通过采用在上述的中央区域21测定时的sz/sa为14以下并且最大高度sz为10nm以下的掩模坯料，使得图案形成用薄膜表面的微小缺陷少的可靠性进一步提高。而且，在所有上述邻接区域22中，也是更优选为最大高度sz为10nm以下。
[0145]
另外，对于本第二实施方式，也是优选为上述中央区域21的均方根粗糙度sq为1.0nm以下。通过使上述中央区域21的均方根粗糙度sq为1.0nm以下，使得将该图案形成用薄膜图案化时的图案侧壁的ler(line edge roughness)更良好。上述中央区域21的均方根粗糙度sq更优选的是0.8nm以下。而且，在所有所述邻接区域22中，也是优选为均方根粗糙
度sq是1.0nm以下，更优选的是0.8nm以下。
[0146]
另外，对于本第二实施方式的掩模坯料30，也是对于上述图案形成用薄膜2的表面，通过使用了波长193nm的检查光的缺陷检查装置进行缺陷检查，取得一边为132mm的四边形的内侧区域即图案形成区域的凸状缺陷的分布时，在该图案形成区域内存在高度为10nm以下的凸状缺陷即微小缺陷，存在于该图案形成区域内的上述微小缺陷的存在数量为100个以下。即，图案形成用薄膜2的至少图案形成区域的微小缺陷的个数是在进行缺陷检查时不会带来不良影响的个数。
[0147]
[转印用掩模的制造方法]
[0148]
本公开也提供由上述的本公开的掩模坯料制作的转印用掩模的制造方法。
[0149]
图5是表示使用了前述的第一实施方式的掩模坯料10的转印用掩模的制造工序的剖面概略图。本公开的转印用掩模的制造方法至少具有通过以具有转印图案的抗蚀剂膜为掩模的干式蚀刻、在上述图案形成用薄膜2上形成转印图案的工序。
[0150]
在本公开的转印用掩模的制造方法中，首先，在掩模坯料10的表面，例如通过旋转涂布法以规定的膜厚形成电子束描绘用的抗蚀剂膜3。对于该抗蚀剂膜，用电子束描绘规定的图案，在描绘后显影，由此形成规定的抗蚀剂膜图案3a(参照图5的(a)～(c))。该抗蚀剂膜图案3a具有成为最终的转印图案的所希望的器件图案。
[0151]
接下来，将上述抗蚀剂膜图案3a作为掩模，通过使用了氯类气体与氧气的混合气体的干式蚀刻，在主要部分由铬系材料构成的图案形成用薄膜2(遮光膜)形成转印图案2a(参照图5的(d))。
[0152]
将残存的上述抗蚀剂膜图案3a去除，制成在基板1上具备成为转印图案的图案形成用薄膜(遮光膜)的微细图案2a的二元型的转印用掩模20(参照图5的(e))。
[0153]
如此，通过使用图案形成用薄膜表面的微小缺陷较少的掩模坯料10，能够制造形成有高精度的微细的转印图案的转印用掩模20。
[0154]
另外，在上述图案形成用薄膜2具备由上述的硅系材料构成的硬掩模层7的情况下，包括将上述抗蚀剂膜图案3a作为掩模，通过使用了氟系气体的干式蚀刻在硬掩模层7形成转印图案的工序。然后，通过以具有该转印图案的硬掩模层7为掩模的干式蚀刻，在由铬系材料构成的图案形成用薄膜中的铬系遮光膜上形成转印图案。
[0155]
图6是表示使用了前述的第二实施方式的掩模坯料30的转印用掩模的制造工序的剖面概略图。使用了掩模坯料30的转印用掩模的制造方法至少具有：通过以具有转印图案的抗蚀剂膜为掩模的干式蚀刻在上述图案形成用薄膜2形成转印图案的工序；以及通过以具有转印图案的图案形成用薄膜2为掩模的干式蚀刻在上述相移膜8形成转印图案的工序。
[0156]
在该转印用掩模的制造方法中，首先，在掩模坯料30的表面，例如通过旋转涂布法以规定的膜厚形成电子束描绘用的抗蚀剂膜。对于该抗蚀剂膜，用电子束描绘规定的图案，描绘后进行显影，由此形成规定的抗蚀剂膜图案9a(参照图6的(a))。该抗蚀剂膜图案9a具有成为最终的转印图案的应形成于相移膜8的所希望的器件图案。
[0157]
接下来，以上述抗蚀剂膜图案9a作为掩模，通过使用了氯类气体与氧气的混合气体的干式蚀刻，在主要部分由铬系材料构成的图案形成用薄膜2(遮光膜)形成转印图案2a(参照图6的(b))。
[0158]
接下来，以形成于上述图案形成用薄膜2的转印图案2a作为掩模，通过使用了氟系
气体的干式蚀刻，在由硅系材料构成的相移膜8形成转印图案8a(参照图6的(c))。
[0159]
接下来，在形成有上述的转印图案2a以及转印图案8a的掩模坯料的整个面上形成与上述相同的抗蚀剂膜，对于该抗蚀剂膜描绘规定的遮光图案(例如遮光带图案)，描绘后进行显影，由此在上述转印图案2a上形成具有规定的遮光图案的抗蚀剂膜图案9b(参照图6的(d))。
[0160]
接下来，通过使用了氯类气体与氧气的混合气体的干式蚀刻，以上述抗蚀剂图案9b作为掩模，在上述图案形成用薄膜2形成具有上述遮光图案的图案2b(参照图6的(e))。
[0161]
如以上那样，制成在基板1上具备成为转印图案的相移膜8的微细图案8a以及外周区域的遮光图案(遮光带图案)2b的半色调型相移掩模(转印用掩模)40(参照图6的(e))。
[0162]
另外，在上述的制造工序中，也是在上述图案形成用薄膜2上具备由上述硅系材料构成的硬掩模层7的情况下，包含以上述抗蚀剂膜图案9a作为掩模，通过使用了氟系气体的干式蚀刻在硬掩模层7形成转印图案的工序。然后，通过以具有该转印图案的硬掩模层7为掩模的干式蚀刻，在由铬系材料构成的图案形成用薄膜中的铬系遮光膜形成上述转印图案2a。
[0163]
如此，通过使用图案形成用薄膜表面的微小缺陷较少的掩模坯料30，能够制造形成有高精度的微细的转印图案的转印用掩模(半色调型相移掩模)40。
[0164]
[半导体器件的制造方法]
[0165]
本公开也提供具备使用通过上述的转印用掩模的制造方法制造的转印用掩模而将转印图案曝光转印到半导体基板上的抗蚀剂膜的工序的半导体器件的制造方法。
[0166]
本公开的半导体器件的制造方法例如具备如下工序：使用由上述第一实施方式的掩模坯料10制造的转印用掩模20、或者由上述第二实施方式的掩模坯料30制造的转印用掩模40，通过光刻法将该转印用掩模的转印图案曝光转印到半导体基板上的抗蚀剂膜。根据该半导体器件的制造方法，能够制造形成有图案精度优异的器件图案的高品质的半导体器件。
[0167]
实施例
[0168]
以下，通过实施例，更具体地说明本公开的实施方式。
[0169]
(实施例1)
[0170]
本实施例1涉及将波长193nm的arf准分子激光用作曝光用光的转印用掩模的制造中使用的掩模坯料30。
[0171]
本实施例1中使用的掩模坯料30具有在透光性基板1上依次层叠有相移膜8以及作为图案形成用薄膜2的氮化铬系层5、由铬系材料构成的上层6以及硬掩模层7的结构(参照上述图4以及图3。附图标记与附图中的附图标记对应。)。在本实施例1中，通过上述氮化铬系层5与由铬系材料构成的上层6的层叠构成了遮光膜。
[0172]
该掩模坯料30如以下那样制作。
[0173]
准备由合成石英玻璃构成的透光性基板1(大小约152mm
×
152mm
×
厚度约6.35mm)。该透光性基板1的主表面以及端面被研磨成规定的表面粗糙度(例如主表面以均方根粗糙度rq计为0.2nm以下)。
[0174]
首先，在单片式dc溅射装置内设置上述透光性基板1，使用钼(mo)与硅(si)的混合靶(mo：si＝8原子％：92原子％)，将氩(ar)、氧(o2)、氮(n2)以及氦(he)的混合气体作为溅射
气体，通过dc溅射，在上述透光性基板1的表面，以68nm的厚度形成由含有钼、硅、氧以及氮的mosion膜(mo：10原子％，si：45原子％，o：5原子％，n：40原子％)构成的相移膜8。
[0175]
接下来，从溅射装置取出形成有上述相移膜8的透光性基板1，对于上述透光性基板上的相移膜8进行大气中的加热处理。该加热处理在450℃下进行30分钟。对于该加热处理后的相移膜8，使用相移量测定装置测定arf准分子激光的波长(193nm)下的透过率与相移量的结果是，透过率为8.9％，相移量为175.2度。
[0176]
接下来，将形成有上述相移膜8的透光性基板1再次导入溅射装置内，使用由铬构成的靶，将氩(ar)、氮(n2)以及氦(he)的混合气体(流量比ar：n2：he＝15：10：30，压力0.2pa)作为溅射气体，通过dc溅射，在上述相移膜8之上，以43nm的厚度形成由含有铬以及氮的crn膜(cr：86原子％，n：14原子％)构成的氮化铬系层5。接着，使用与上述相同的铬靶，将氩(ar)、二氧化碳(co2)、氮(n2)以及氦(he)的混合气体(流量比ar：co2：n2：he＝16：30：10：30，压力0.2pa)作为溅射气体，通过dc溅射，在上述氮化铬系层5之上，以6nm的厚度形成由含有铬、氧、碳以及氮的crocn膜(cr：55原子％，o：24原子％，c：11原子％，n：10原子％)构成的遮光膜的上层6。这样，形成合计厚度为49nm的双层结构的铬系遮光膜。
[0177]
上述相移膜8与上述遮光膜(上述氮化铬系层5与上层6的层叠)的层叠结构中的对于arf准分子激光(波长193nm)的曝光用光的光学浓度为3.5。
[0178]
接下来，在单片式dc溅射装置内，设置形成至上述遮光膜的透光性基板1，使用由硅(si)构成的靶，将氩(ar)、氧(o2)以及氮(n2)的混合气体作为溅射气体，通过dc溅射，在上述上层6之上，以厚度8nm形成由含有硅、氧以及氮的sion膜(si：34原子％，o：60原子％，n：6原子％)构成的硬掩模层7。
[0179]
如以上那样，制作出本实施例1的掩模坯料30。
[0180]
对于本实施例1的掩模坯料30的表面、即上述硬掩模层7的表面，设定以上述基板1的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21，在该中央区域21进行afm测定，根据其测定结果，计算出算术平均粗糙度sa、最大高度sz与sz/sa的数值。其结果，在本实施例1的掩模坯料中，sa＝0.594nm，sz＝6.71nm，sz/sa＝11.30。另外，上述中央区域21中的均方根粗糙度sq＝0.75nm。
[0181]
另外，对于本实施例1的掩模坯料30的上述硬掩模层7的表面，以与上述的中央区域21的外周相接的方式，设定8处一边为1μm的四边形的内侧区域即邻接区域22，在该邻接区域22进行afm测定，在所有邻接区域22分别测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz的结果是，确认到在所有邻接区域22中，sa为1.0nm以下，并且所有的sz/sa为14以下。
[0182]
另外，对于本实施例1的掩模坯料30的表面，通过使用了波长193nm的检查光的缺陷检查装置teron(kla公司制)进行缺陷检查，取得一边为132mm的四边形的内侧区域即图案形成区域的所有缺陷的分布(缺陷的坐标图)。然后，对于存在缺陷的所有部位(明显除去异物缺陷、凹缺陷)，通过afm测定该缺陷的高度，将图案形成区域内的高度为10nm以下的凸状缺陷即微小缺陷的个数计数的结果是，在本实施例1的掩模坯料30中，存在于图案形成区域内的上述微小缺陷的个数为2个。
[0183]
根据以上可知，本实施例1的掩模坯料30是在上述中央区域21中算术平均粗糙度sa为1.0nm以下、并且sz/sa为14以下、使得表面的微小缺陷较少的掩模坯料。
[0184]
接下来，使用上述掩模坯料30，按照上述图6所示的制造工序，制造转印用掩模。
[0185]
首先，在上述掩模坯料30的上表面，通过旋转涂敷法，涂敷电子束描绘用的化学放大型抗蚀剂(富士胶片电子材料公司制prl009)，进行规定的烘烤处理，形成膜厚80nm的抗蚀剂膜。接下来，使用电子束描绘机，对于上述抗蚀剂膜描绘规定的器件图案(应形成于相移膜8的转印图案所对应的图案)之后，将抗蚀剂膜显影而形成抗蚀剂图案9a。
[0186]
接下来，将上述抗蚀剂膜图案9a作为掩模，通过使用了氟系气体的干式蚀刻，在硬掩模层7形成转印图案。
[0187]
接下来，去除残存的上述抗蚀剂膜图案9a之后，将形成于上述硬掩模层7的转印图案作为掩模，通过使用了氯气(cl2)与氧气(o2)的混合气体(cl2：o2＝13：1(流量比))的干式蚀刻，连续地进行crn(氮化铬系层5)与crocn(上层6)的双层结构的遮光膜的干式蚀刻，在遮光膜形成转印图案。
[0188]
接下来，通过使用了氟系气体(sf6)的干式蚀刻，将形成于上述双层结构的遮光膜的转印图案作为掩模，在相移膜8形成转印图案(相移膜图案8a)。
[0189]
接下来，在形成有上述遮光膜的图案以及相移膜的图案的掩模坯料的整个面上形成上述相同的抗蚀剂膜，对于该抗蚀剂膜描绘规定的遮光图案(遮光带图案)，在描绘后进行显影，由此在上述遮光膜的图案上形成具有规定的遮光图案的抗蚀剂膜图案9b。
[0190]
接下来，通过使用了氯类气体与氧气的混合气体的干式蚀刻，将上述抗蚀剂图案9b作为掩模，在上述的双层结构的遮光膜形成具有上述遮光图案的图案(相当于图6中的图案2b)。
[0191]
如以上那样，完成了在透光性基板1上具备成为转印图案的相移膜的图案8a以及外周区域的遮光图案(遮光带图案)的半色调型相移掩模(转印用掩模)40(参照图6的(e))。
[0192]
通过掩模检查装置对于获得的上述相移掩模40进行了掩模图案的检查，结果确认到根据设计值在允许范围内形成有相移膜的微细图案。
[0193]
而且，对于该相移掩模40，使用aims193(carl zeiss公司制)，进行用波长193nm的曝光用光曝光转印到半导体器件上的抗蚀剂膜时的曝光转印图像的模拟，验证通过该模拟获得的曝光转印图像，结果是充分满足设计规格。因而，由实施例1的掩模坯料30制造的相移掩模40能够高精度地对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印。
[0194]
(实施例2)
[0195]
本实施例2涉及将波长193nm的arf准分子激光用作曝光用光的转印用掩模的制造中使用的掩模坯料30。
[0196]
本实施例2中使用的掩模坯料30具有在透光性基板1上依次层叠有相移膜8以及作为图案形成用薄膜2的氮化铬系层5以及硬掩模层7的结构(参照上述图4以及图2。附图标记与附图中的附图标记对应。)。在本实施例2中，通过单层的上述氮化铬系层5构成了遮光膜。
[0197]
该掩模坯料30如以下那样制作。
[0198]
首先，将与实施例1相同地准备的透光性基板1(合成石英基板)设置于单片式dc溅射装置内，形成与实施例1相同的相移膜8。
[0199]
接下来，将形成有上述相移膜8的透光性基板1再次导入溅射装置内，使用由铬构成的靶，将氩(ar)、氮(n2)以及氦(he)的混合气体(流量比ar：n2：he＝30：5：50，压力0.3pa)作为溅射气体，通过dc溅射，在上述相移膜8之上，以48nm的厚度形成由含有铬以及氮的crn膜(cr：94原子％，n：6原子％)构成的氮化铬系层5。这样，形成单层的铬系遮光膜。
[0200]
上述相移膜8与上述遮光膜(上述氮化铬系层5)的层叠结构中的对于arf准分子激光(波长193nm)的曝光用光的光学浓度为3.6。
[0201]
接下来，在单片式dc溅射装置内，设置形成至上述遮光膜的透光性基板1，与实施例1相同，形成由sion膜构成的硬掩模层7。
[0202]
如以上那样，制作出本实施例2的掩模坯料30。
[0203]
对于本实施例2的掩模坯料30的表面、即上述硬掩模层7的表面，设定以上述透光性基板1的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21，在该中央区域21进行afm测定，根据其测定结果，计算出算术平均粗糙度sa、最大高度sz与sz/sa的数值。其结果，在本实施例2的掩模坯料中，sa＝0.462nm，sz＝6.22nm，sz/sa＝13.46。另外，上述中央区域21中的均方根粗糙度sq＝0.592nm。
[0204]
另外，对于本实施例2的掩模坯料30的上述硬掩模层7的表面，以与上述的中央区域21的外周相接方式，设定8处一边为1μm的四边形的内侧区域即邻接区域22，在该邻接区域22进行afm测定，在所有邻接区域22分别测定算术平均粗糙度sa与最大高度sz的结果是，确认到在所有邻接区域22中，sa为1.0nm以下，并且所有的sz/sa为14以下。
[0205]
另外，对于本实施例2的掩模坯料30的表面，通过使用了波长193nm的检查光的缺陷检查装置teron(kla公司制)进行缺陷检查，取得一边为132mm的四边形的内侧区域即图案形成区域的凸状缺陷的分布(缺陷的坐标图)。然后，对于存在缺陷的所有部位(明显除去异物缺陷、凹缺陷)，通过afm测定其缺陷的高度，将图案形成区域内的高度为10nm以下的凸状缺陷即微小缺陷的个数计数的结果是，在本实施例2的掩模坯料30中，存在于图案形成区域内的上述微小缺陷的个数为72个。
[0206]
根据以上可知，本实施例2的掩模坯料30也是通过设为在上述中央区域21中sa为1.0nm以下并且sz/sa为14以下、使得表面的微小缺陷较少的掩模坯料。
[0207]
若一并考虑上述的实施例1的结果，则可知通过设为在掩模坯料的图案形成用薄膜的上述中央区域21中算术平均粗糙度sa为1.0nm以下，并且所有的sz/sa为14以下，能够确保图案形成用薄膜的至少图案形成区域中的微小缺陷较少(进行缺陷检查时不会带来不良影响的个数、例如100个以下)的掩模坯料。
[0208]
接下来，使用上述掩模坯料30，通过与实施例1相同的工序，制造出转印用掩模。
[0209]
首先，在上述掩模坯料30的上表面，通过旋转涂敷法涂敷电子束描绘用的化学放大型抗蚀剂(富士胶片电子材料公司制prl009)，进行规定的烘烤处理，形成膜厚80nm的抗蚀剂膜。接下来，使用电子束描绘机，对于上述抗蚀剂膜描绘规定的器件图案(应形成于相移膜8的转印图案所对应的图案)之后，将抗蚀剂膜显影而形成抗蚀剂图案9a。
[0210]
接下来，将上述抗蚀剂膜图案9a作为掩模，通过使用了氟系气体的干式蚀刻，在硬掩模层7形成转印图案。
[0211]
接下来，将残存的上述抗蚀剂膜图案9a去除之后，将形成于上述硬掩模层7的转印图案作为掩模，通过使用了氯气(cl2)与氧气(o2)的混合气体(cl2：o2＝13：1(流量比))的干式蚀刻，进行由crn膜(氮化铬系层5)构成的遮光膜的干式蚀刻，在遮光膜上形成转印图案。
[0212]
接下来，通过使用了氟系气体(sf6)的干式蚀刻，将形成于上述crn遮光膜的转印图案作为掩模，在相移膜8上形成转印图案(相移膜图案8a)。
[0213]
接下来，在形成有上述遮光膜的图案以及相移膜的图案的掩模坯料的整个面形成
与上述相同的抗蚀剂膜，对于该抗蚀剂膜描绘规定的遮光图案(遮光带图案)，在描绘后进行显影，由此在上述遮光膜的图案上形成具有规定的遮光图案的抗蚀剂膜图案9b。
[0214]
接下来，通过使用了氯类气体与氧气的混合气体的干式蚀刻，将上述抗蚀剂图案9b作为掩模，在上述crn遮光膜形成具有上述遮光图案的图案(相当于图6中的图案2b)。
[0215]
如以上那样，完成了在透光性基板1上具备成为转印图案的相移膜的图案8a以及外周区域的遮光图案(遮光带图案)的半色调型相移掩模(转印用掩模)40(参照图6的(e))。
[0216]
通过掩模检查装置对获得的本实施例2的相移掩模40进行了掩模图案的检查，结果确认到根据设计值在允许范围内形成有相移膜的微细图案。
[0217]
而且，对于该相移掩模40，使用aims193(carl zeiss公司制)，进行用波长193nm的曝光用光曝光转印到半导体器件上的抗蚀剂膜时的曝光转印图像的模拟，验证通过该模拟获得的曝光转印图像，结果是充分满足设计规格。因而，由实施例2的掩模坯料30制造的相移掩模40能够高精度地对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印。
[0218]
(比较例1)
[0219]
比较例1的掩模坯料除了将遮光膜设为croc的单层膜以外与实施例1相同地制作出。即，本比较例1的掩模坯料具有在透光性基板上依次层叠有相移膜、由croc膜构成的遮光膜以及硬掩模层的结构。
[0220]
比较例1的掩模坯料如以下那样制作。
[0221]
首先，将与实施例1相同地准备的透光性基板(合成石英基板)设置于单片式dc溅射装置内，形成与实施例1相同的相移膜。
[0222]
接下来，将形成有上述相移膜的基板再次导入溅射装置内，使用由铬构成的靶，将氩(ar)、二氧化碳(co2)以及氦(he)的混合气体(流量比ar：co2：he＝16：30：30，压力0.2pa)作为溅射气体，通过dc溅射，在上述相移膜之上，以48nm的厚度形成由含有铬、氧以及碳的croc膜(cr：71原子％，o：15原子％，c：14原子％)构成的遮光膜。这样，形成单层的铬系遮光膜。
[0223]
上述相移膜与上述遮光膜(croc膜)的层叠结构中的对于arf准分子激光(波长193nm)的曝光用光的光学浓度为3.5。
[0224]
接下来，在单片式dc溅射装置内，设置形成至上述遮光膜的透光性基板，与实施例1相同，在上述遮光膜之上形成由含有硅、氧以及氮的sion膜构成的硬掩模层。
[0225]
如以上那样，制作出本比较例1的掩模坯料。
[0226]
对于本比较例1的掩模坯料的表面、即上述硬掩模层的表面，设定以上述基板的中心为基准的一边为1μm的四边形的内侧区域即中央区域21，在该中央区域21进行afm测定，根据其测定结果，计算出算术平均粗糙度sa、最大高度sz与sz/sa的数值。其结果，在本比较例1的掩模坯料中，sa＝0.515nm，sz＝11.1nm，sz/sa＝21.55。另外，上述中央区域21中的均方根粗糙度sq＝0.681nm。
[0227]
另外，对于本比较例1的掩模坯料的上述硬掩模层的表面，以与上述的中央区域21的外周相接方式，设定8处一边为1μm的四边形的内侧区域即邻接区域22，在该邻接区域22进行afm测定，在所有邻接区域22分别测定sa与sz的结果是，在所有邻接区域22中，sa为1.0nm以下，并且所有的sz/sa大于14。
[0228]
另外，对于本比较例1的掩模坯料的表面，在一边为132mm的四边形的内侧区域的
图案形成区域，通过使用了波长193nm的检查光的缺陷检查装置teron(kla公司制)进行了缺陷检查，结果是微小缺陷多发，其缺陷数量变得庞大，导致在检查中途结束检查(溢流)。
[0229]
根据以上，如本比较例1的掩模坯料那样，在不满足在上述中央区域21中sa为1.0nm以下、并且sz/sa为14以下这一本公开的条件的掩模坯料中，不能确保图案形成用薄膜的至少图案形成区域中的微小缺陷较少(进行缺陷检查时不会带来不良影响的个数、例如100个以下)的掩模坯料。
[0230]
附图标记说明
[0231]
1 透光性基板
[0232]
2 图案形成用薄膜
[0233]
3 抗蚀剂膜
[0234]
5 氮化铬系层
[0235]
6 上层
[0236]
7 硬掩模层
[0237]
8 相移膜
[0238]
10、30 掩模坯料
[0239]
20转印用掩模(二元掩模)
[0240]
21 中央区域
[0241]
22 邻接区域
[0242]
40转印用掩模(半色调型相移掩模)