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TWI545390B - 遮罩毛胚、附有負型阻劑膜之遮罩毛胚、相位移遮罩及使用其之圖案形成體之製造方法 - Google Patents

遮罩毛胚、附有負型阻劑膜之遮罩毛胚、相位移遮罩及使用其之圖案形成體之製造方法 Download PDF

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TWI545390B
TWI545390B TW103128943A TW103128943A TWI545390B TW I545390 B TWI545390 B TW I545390B TW 103128943 A TW103128943 A TW 103128943A TW 103128943 A TW103128943 A TW 103128943A TW I545390 B TWI545390 B TW I545390B
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film
light
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三浦陽一
高見澤秀吉
早野勝也
大川洋平
渡邊浩司
谷絢子
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大日本印刷股份有限公司
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Description

遮罩毛胚、附有負型阻劑膜之遮罩毛胚、相位移遮罩及使用其之圖案形成體之製造方法
本發明係關於一種用於製造半導體元件等之遮罩毛胚、相位移遮罩、及使用其之圖案形成體之製造方法，更詳細而言，係關於一種於使用應用波長193nm之ArF準分子雷射曝光光之高NA曝光裝置，將遮罩圖案轉印至晶圓之情形時，於光微影法中，可使轉印特性變得優異，且使ArF準分子雷射曝光光照射耐性、及清洗耐性變高之遮罩毛胚、附有負型阻劑膜之遮罩毛胚、相位移遮罩及使用其之圖案形成體之製造方法。
作為提高光微影法所使用之相位移遮罩中之解析度之方案，已知有由使光穿透之部分與使光半穿透之部分構成之半色調型相位移遮罩。並且，作為此種半色調型相位移遮罩之代表例，已知有使用MoSi膜作為半透光膜之透光率為6%之半色調型相位移遮罩。
並且，於半色調型相位移遮罩中，若形成於晶圓上之配線之間距變得微細，則作為構成使光半穿透之部分的半透光膜，要求其具有EMF(Electromagnetic fields，電磁場)偏差及OPC(Optical Proximity Correction，光學鄰近效應修正)偏差更少，曝光充裕度及焦點深度(EL-DOF)更大之特性作為將配線轉印至晶圓時之特性。
又，於為半色調型相位移遮罩之情形時，由於因相位效 果引起之圖案邊界部分之光之干渉，於干涉之部分光強度變為零，而可使轉印圖像之對比度提高，但於為15%以上之較高透光率之情形下，該相位效果變得更明顯，而期待可使轉印圖像之對比度進一步提高。
並且，對於半色調型相位移遮罩，為了使半透光膜之透光率成為目標範圍，而使半透光膜含有金屬，藉此進行其透光率之調整(專利文獻1、2、3、及4)。
然而，關於由含有金屬之半透光膜構成之習知之半色調型相位移遮罩，已知有因半透光膜含有金屬，故而ArF準分子雷射曝光光照射耐性、及清洗耐性產生問題之情況。例如作為半透光膜所含有之金屬，亦如專利文獻1及2之實施例所記載般大多使用Mo。並且，於使用Mo之情形下，作為ArF準分子雷射曝光光向Mo長時間照射之結果，已知有產生如下現象之雷射照射耐性之問題，即，因濕度環境氣體而產生水分，MoSi膜被所產生之水分所氧化，矽(Si)之氧化膜成長，導致圖案尺寸發生變化。又，於該情形下，於半色調型相位移遮罩之清洗步驟中，亦已知有同樣地產生上述現象之清洗耐性之問題。
另一方面，於為了避免上述ArF準分子雷射曝光耐光照射性及耐清洗性之問題，而欲由不含有金屬之半透光膜構成半色調型相位移遮罩之情形下，形成有半透光膜之部分之透光率會變得過大(專利文獻5及6)。
其結果為，例如若僅採用專利文獻5中之不含有金屬之相位調整膜(半透光膜)，則透光率過大，因此必須藉由積層不含有金屬之相位調整膜(半透光膜)與另外之含有金屬之透光率調整膜而構成半色調型相位移遮罩。
又，於使用半導體元件之製造所使用之半色調型相位移 遮罩，將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之情形下，為了使曝光時之焦點深度擴大，已知有如下方法，即由上述半色調型相位移遮罩中之半透光膜，將實際上於晶圓上未解析輔助圖案、與對應實際上解析之如此微細圖案之部分的主圖案一併形成。根據該方法，可藉由利用輔助圖案之繞射光之輔助而使主圖案部分之曝光充裕度提高，因此可減少散焦時之圖案尺寸(CD，Critical Dimension)之變動。
並且，於將半導體元件之製造所使用之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓的晶圓製程之尖端技術中，於將上述接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之情形下，對於上述半色調型相位移遮罩，要求形成如上述主圖案之寬度或深度成為尤其是100nm~300nm之半透光膜圖案。進而，於該情形下，上述輔助圖案之寬度或深度越大，越可更大幅地減少散焦時之圖案尺寸(CD)之變動，但若上述輔助圖案之寬度或深度過大，則不需要之圖案會被解析。因此，例如於上述主圖案之寬度或深度如上述般成為100nm~300nm之情形下，較佳為將上述輔助圖案之寬度或深度設為60nm以下。
進而，於藉由正性色調顯影(Positive tone development)，而將半導體元件之製造所使用之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓的晶圓製程中，於晶圓阻劑上形成接觸孔、間隙等開口圖案之情形下，係形成上述之主圖案及輔助圖案，以作為將上述半色調型相位移遮罩中之半透光膜之一部分去除的凹狀圖案。相對於此，於藉由負型色調顯影(Negative tone development)，而將半導體元件之製造所使用之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓之晶圓製程中，於晶圓阻劑上形成接觸孔、間隙等開口圖案之情形下，必須形成上述之主圖案及輔助圖案，以作為由上述半色調型相位移遮罩中之半透光膜構 成之凸狀圖案。因此，上述輔助圖案成為寬度或深度為60nm以下之由半透光膜構成之凸狀圖案。
並且，於尖端之半導體元件之製造所使用之半色調型相位移遮罩之使用過程中，藉由清洗而去除異物成為非常重要之課題。尤其是於使用該技術之領域中，作為異物之物理去除方法，使用有於清洗上述半色調型相位移遮罩時向清洗藥液施加超音波，而利用由氣泡之破裂引起之衝擊之方法。
然而，為了獲得較強之去除力，而提高超音波之輸出，從而成為如下問題，即對由如上述之半透光膜構成之微細之凸狀圖案造成損傷。推測產生上述之凸狀圖案之損傷之主要原因在於：因由超音波產生之氣泡破裂時之衝擊，而對上述凸狀圖案施加下拉力。因此，若半透光膜之膜厚較厚，則上述之凸狀圖案之表面積變大，而於清洗液中以相同密度產生氣泡之情形下，上述之凸狀圖案中產生氣泡之區域變廣。藉此上述之凸狀圖案之損傷變得更大，而有上述之凸狀圖案缺損之問題。又，於半透光膜之膜厚較厚之情形下，上述之凸狀圖案於更高位置亦受到由產生之氣泡引起之衝擊。藉此，衝擊之力矩變得更大，因此有上述之凸狀圖案之損傷變大，而上述之凸狀圖案缺損之問題。因此，就抑制由超音波清洗引起之對上述之凸狀圖案之損傷而言，認為減少半透光膜之膜厚係非常有效之手段。
進而，作為進行對遮罩圖案之光學鄰近效應修正(OPC處理)之計算的方法，主要使用有近似計算，但於需要更高精度之情形時，可一部分使用進行精確解計算之FDTD法(Finite-differencetime-domain method，時域有限差分法)。進行精確解計算之FDTD法係藉由將馬克士威方程式直接展開為空間、時間區域 中之微分方程式並進行逐項計算而決定電場、磁場的方法，且係考慮半透光膜圖案之膜厚而進行計算之方法。關於進行精確解計算之FDTD法，因將空間區域劃分為有限之要素而實施於各格子點上之計算，故而計算時間取決於實施計算之區域，因此若用於以遮罩整體為對象之計算，則計算時間變得極長。因此，對於以遮罩整體為對象之計算，可使用近似計算而非進行精確解計算之FDTD法。
另一方面，與進行精確解計算之FDTD法相比，近似計算係不考慮半透光膜圖案之膜厚的簡化方法，且並非進行精確計算者。因此，於利用近似計算進行用以於晶圓上形成微細圖案之相位移遮罩之光學鄰近效應修正(OPC處理)的計算之情形下，與利用FDTD法進行精確解計算之情形不同，無法將原因在於半透光膜圖案之膜厚的對遮蔽效果之影響計算在內。並且於先前，半透光膜圖案之膜厚較厚，因此起因於半透光膜圖案之膜厚的遮蔽效果之影響變大。其結果為，於先前利用近似計算進行用以於晶圓上形成微細圖案之相位移遮罩之光學鄰近效應修正(OPC處理)的計算之情形下，起因於半透光膜圖案之膜厚的遮蔽效果之影響較大，因此精確解計算之結果與近似計算之結果會產生差異。由此，可能會導致如下問題，即利用使用近似解計算而實施光學鄰近效應修正(OPC處理)之圖案，而於晶圓上所製作之微細圖案違反設計意圖而發生接觸或分離之結果。
根據上述情況，於設計用以於晶圓上形成微細圖案之相位移遮罩中之半透光膜圖案時，於利用近似計算進行光學鄰近效應修正(OPC處理)之計算之情形時，必須以不會導致晶圓上之微細圖案違反設計意圖而發生接觸或分離之結果之方式，於半透光膜圖案之設計中設置更強之限制。因此，半透光膜圖案之設計自由度較低。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-322948號公報
[專利文獻2]日本專利特開2009-217282號公報
[專利文獻3]日本專利特開2005-284213號公報
[專利文獻4]日本專利特開2010-9038號公報
[專利文獻5]日本專利特開2002-351049號公報
[專利文獻6]日本專利特開2008-310091號公報
本發明係鑒於上述情況而完成者，其主要目的在於：於光微影法中，使轉印特性變優異，且使ArF準分子雷射曝光耐光照射性、及耐清洗性變高；以及避免相位移遮罩中之半透光膜圖案中由超音波清洗引起之圖案缺損；及使相位移遮罩中之半透光膜圖案之設計自由度變高。
為了解決上述課題，於本發明中，提供一種遮罩毛胚，其係用以製造應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩者，其特徵在於：具有透明基板與半透光膜，該半透光膜係形成於上述透明基板上，且僅包含Si及N之半透光膜、或僅包含Si、N、及O之半透光膜，且上述半透光膜，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之 透光率為15%~38%之範圍內，進而膜厚為57nm~67nm之範圍內。
根據本發明，於使用由上述遮罩毛胚形成之相位移遮罩，於圖案之邊界藉由因相位效果引起之光之干涉而使光強度成為零，使轉印圖像之對比度提高，而製造圖案形成體之情形下，藉由使上述半透光膜具有較高之透光率，可使上述相位效果變得更顯著。又，上述半透光膜不含有金屬，因此即便長時間照射ArF準分子雷射曝光光，亦可於矽(Si)之氧化膜亦不成長，而可防止圖案尺寸(Critical Dimension)發生變化。同樣地，即便於相位移遮罩之清洗步驟中，亦可防止圖案尺寸變化。因此，於光微影法中，可使轉印特性變優異，且使ArF準分子雷射曝光光照射耐性、及清洗耐性變高。
又，於上述發明中，較佳為上述半透光膜直接形成於上述透明基板上。由於上述透明基板及上述半透光膜之間不具有蝕刻阻障層，故而變得無需進行複數次蝕刻製程，因此蝕刻製程不會變得複雜，而蝕刻阻障層之蝕刻困難，因此可防止上述半透光膜或上述透明基板之形狀變差，或上述半透光膜之形狀均勻性變差。
又，於上述發明中，較佳為進而具有遮光膜，該遮光膜係形成於上述半透光膜上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜而成為所需之光學密度(OD值)的方式進行調整者。其原因在於：藉由進而具有上述遮光膜，而於具有面積較大之半透光膜圖案之情形下，可更顯著地獲得如下效果，即避免因穿透此種圖案之曝光光，而使轉印圖像變得不鮮明之問題。
又，於上述發明中，較佳為上述遮光膜具有包含光吸收層之單層構造，上述光吸收層係形成於上述半透光膜上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能、及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功 能。藉此，可以更少之步驟獲得具備必須功能之遮罩。
又，於上述發明中，較佳為上述遮光膜具有包含光吸收層與硬質遮罩層之2層構造，上述光吸收層係形成於上述半透光膜上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能；上述硬質遮罩層係形成於上述光吸收層上，且具有對上述光吸收層之蝕刻阻障功能。其原因在於：藉此，可使用對上述硬質遮罩層進行蝕刻而形成之圖案，代替對上述光吸收層進行蝕刻時之阻劑圖案。結果變得容易形成上述遮光膜之微細圖案。
又，於上述發明中，較佳為上述遮光膜具有包含蝕刻阻障層、光吸收層及硬質遮罩層之3層構造，上述蝕刻阻障層係形成於上述半透光膜上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能；上述光吸收層係形成於上述蝕刻阻障層上，且具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能，上述硬質遮罩層係形成於上述光吸收層上，且具有對上述光吸收層之蝕刻阻障功能。藉此，可使用對上述硬質遮罩層進行蝕刻而形成之圖案，代替對上述光吸收層進行蝕刻時之阻劑圖案。結果變得容易形成上述遮光膜之微細圖案。並且，具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能之層之材料的選擇範圍較廣，而可使上述遮光膜之膜厚變得更薄。又，可利用互不相同之反應性蝕刻氣體分別對上述光吸收層及上述蝕刻阻障層進行蝕刻，因此可使上述蝕刻阻障層成為具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能者，該蝕刻阻障功能係適當地防止對上述光吸收層進行蝕刻時對上述半透光膜造成損傷之情況。
又，於上述發明中，較佳為上述光吸收層包含矽(Si)單質。藉此可防止對上述硬質遮罩層進行蝕刻時對上述光吸收層造成損傷之情況。
又，於上述發明中，較佳為上述遮光膜係以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜而成為3.0以上之方式進行調整者。藉此，可獲得曝光時對所需部分而需要之遮光性。
又，於本發明中，提供一種附有負型阻劑膜之遮罩毛胚，其特徵在於具有：上述遮罩毛胚、與形成於上述遮罩毛胚上之負型阻劑膜。
根據本發明，可以更短時間製造下述之負型之相位移遮罩。
又，於本發明中，提供一種相位移遮罩，其係應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩，其特徵在於：具有透明基板與半透光膜圖案，該半透光膜圖案係形成於上述透明基板上且僅包含Si及N之半透光膜圖案、或僅包含Si、N、及O之半透光膜圖案，且上述半透光膜圖案，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，進而膜厚為57nm~67nm之範圍內。
根據本發明，於使用上述相位移遮罩，於圖案之邊界藉由因相位效果引起之光之干涉而使光強度成為零，使轉印圖像之對比度提高，而製造圖案形成體之情形下，藉由使上述半透光膜圖案具有較高之透光率，可使上述相位效果變得更顯著。又，上述半透光膜圖案由於不含有金屬，故而即便長時間照射ArF準分子雷射曝光光，矽(Si)之氧化膜亦不成長，而可防止圖案尺寸發生變化。同樣地，於相位移遮罩之清洗步驟中，亦可防止圖案尺寸變化。因此，根據本發明， 於光微影法中，可使轉印特性變優異，且使ArF準分子雷射曝光光照射耐性、及清洗耐性變高。
又，於上述發明中，關於上述半透光膜圖案，於上述半透光膜圖案具有寬度或深度為60nm以下之凸狀圖案之情形下，變得可顯著地發揮出如下效果，即，藉由在清洗液中使用具有較強去除力之超音波進行清洗而避免缺損之圖案缺損。
又，於上述發明中，上述半透光膜圖案具有於晶圓解析之主圖案及在輔助上述主圖案之解析的晶圓未解析之輔助圖案，且在上述輔助圖案為上述寬度或深度為60nm以下之凸狀圖案之情形下，變得可顯著地發揮出如下效果，即，藉由在清洗液中使用具有較強去除力之超音波進行清洗而避免缺損之圖案缺損。
又，於上述發明中，較佳為上述半透光膜圖案係直接形成於上述透明基板上。由於上述透明基板及上述半透光膜之間不具有蝕刻阻障層，故而變得無需進行複數次蝕刻製程，因此蝕刻製程不會變得複雜，而蝕刻阻障層之蝕刻困難，因此可防止上述半透光膜或上述透明基板之形狀變差，或上述半透光膜之形狀均勻性變差。
又，於上述發明中，較佳為上述相位移遮罩為負型之相位移遮罩。其原因在於：上述半透光膜係於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，且高於先前者。因此，於負型色調顯影(Negative tone development)中，對應於如接觸孔之微細圖案的部分之遮光部之邊緣的相位效果變得更大。藉此，藉由負型色調顯影(Negative tone development)，而可較先前更容易地將如接觸孔之微細圖案轉印至晶圓。
又，於上述發明中，較佳為進而具有遮光膜圖案，該遮 光膜圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜圖案而成為所需之光學密度(OD值)的方式進行調整者。其原因在於：藉由進而具有上述遮光膜圖案，而於具有面積較大之半透光膜圖案之情形下，可更顯著地獲得如下效果，即，藉由穿透此種圖案之曝光光，而避免轉印圖像變得不鮮明之問題。
又，於上述發明中，較佳為上述遮光膜圖案具有包含光吸收層圖案之單層構造，上述光吸收層圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能、及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能。其原因在於：藉此，於上述具有2層構造之遮光膜中，可藉由使用對上述硬質遮罩層進行蝕刻而形成之圖案，代替對上述光吸收層進行蝕刻時之阻劑圖案，而形成上述遮光膜圖案。結果變得容易形成上述遮光膜圖案之微細圖案。
又，於上述發明中，較佳為上述遮光膜圖案具有包含蝕刻阻障層圖案與光吸收層圖案之2層構造，上述蝕刻阻障層圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能；上述光吸收層圖案係形成於上述蝕刻阻障層圖案上，且具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能。藉此，於上述具有3層構造之遮光膜中，可使用對上述硬質遮罩層進行蝕刻而形成之圖案，代替對上述光吸收層進行蝕刻時之阻劑圖案。結果變得容易形成上述遮光膜之微細圖案。並且，具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能之層之材料的選擇範圍變廣，而可使上述遮光膜圖案之膜厚變得更薄。又，可利用互不相同之反應性蝕刻氣體分別對上述光吸收層及上述蝕刻阻障層進行蝕刻，因此可使上述蝕刻阻障層成為具有對上述半透光膜之蝕刻 阻障功能者，該蝕刻阻障功能係適當地防止對上述光吸收層進行蝕刻時對上述半透光膜造成損傷之情況。
又，於上述發明中，較佳為上述光吸收層圖案包含矽(Si)單質。藉此，可防止對上述硬質遮罩層進行蝕刻時對上述光吸收層造成損傷之情況。
又，於上述發明中，較佳為上述遮光膜圖案係以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜圖案而成為3.0以上之方式進行調整者。藉此，可獲得曝光時對所需之部分必需之遮光性。
又，於本發明中，提供一種使用相位移遮罩之圖案形成體之製造方法，其係使用由上述遮罩毛胚形成之相位移遮罩的圖案形成體之製造方法，其特徵在於：具有使用上述相位移遮罩，並藉由負型色調顯影而形成阻劑圖案之步驟。
根據本發明，上述半透光膜係ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，而高於先前者。因此，於負型色調顯影(Negative tone development)中，對應於如接觸孔之微細圖案的部分之遮光部之邊緣的相位效果變得更大。藉此，藉由負型色調顯影(Negative tone development)，而可較先前更容易地將如接觸孔之微細圖案轉印至晶圓。
本發明發揮出如下效果，即於光微影法中，使轉印特性變優異，且使ArF準分子雷射曝光光照射耐性、及清洗耐性變高；以及避免相位移遮罩中之半透光膜圖案因超音波清洗引起之圖案缺損；及使相位移遮罩中之半透光膜圖案之設計自由度變高。
100‧‧‧遮罩毛胚
101‧‧‧透明基板
102‧‧‧半透光膜
103‧‧‧遮光膜
103a‧‧‧光吸收層
103b‧‧‧硬質遮罩層
103c‧‧‧蝕刻阻障層
110‧‧‧附有負型阻劑膜之遮罩毛胚
111‧‧‧負型阻劑膜
200‧‧‧相位移遮罩
201‧‧‧透明基板
202‧‧‧半透光膜圖案
202a‧‧‧主圖案
202b‧‧‧輔助圖案
300‧‧‧圖案形成體
301‧‧‧被加工基板
302‧‧‧中間中介層
303‧‧‧阻劑膜
303a‧‧‧阻劑膜之未曝光部分
403‧‧‧阻劑圖案
圖1係表示本發明之遮罩毛胚一例之概略剖面圖。
圖2係表示相對於ArF準分子雷射曝光光之波長下，半透光膜之消光係數(k)及折射率(n)之值，為了獲得相位差為180°之反相位所需之半透光膜之膜厚(nm)之圖表。
圖3係表示相對於ArF準分子雷射曝光光之波長下，半透光膜之消光係數(k)及折射率(n)之值，設為用以獲得相位差為180°之反相位所需之膜厚之半透光膜的透光率(%)之圖表。
圖4係表示現有之材料於ArF準分子雷射曝光光之波長下，消光係數(k)及折射率(n)之值之圖表。
圖5係表示本發明之遮罩毛胚另一例之概略剖面圖。
圖6係表示本發明之遮罩毛胚另一例之概略剖面圖。
圖7係表示本發明之遮罩毛胚另一例之概略剖面圖。
圖8係表示本發明之遮罩毛胚另一例之概略剖面圖。
圖9係表示本發明之附有負型阻劑膜之遮罩毛胚一例的概略剖面圖。
圖10係表示本發明之相位移遮罩一例之概略剖面圖。
圖11係圖10之A-A剖面圖。
圖12係表示本發明之相位移遮罩另一例之概略俯視圖。
圖13係圖12之A-A剖面圖。
圖14(a)至(c)係表示使用本發明之相位移遮罩之圖案形成體之製造方法之一例的概略步驟圖。
圖15係表示與透光率對應之OPC偏差值之模擬結果之圖表。
圖16係表示藉由模擬器而取得之晶圓上之曝光光強度分佈之XY圖像及曝光光之強度之圖表。
圖17-1係根據模擬結果表示實施例1及比較例1之相位移遮罩中，孔間距(HOLE pitch)180nm之圖案轉印時的焦點深度及曝光充裕度之關係之圖表。
圖17-2係根據模擬結果表示實施例1及比較例1之相位移遮罩中，孔間距(HOLE pitch)240nm之圖案轉印時的焦點深度及曝光充裕度之關係之圖表。
圖17-3係根據模擬結果表示實施例1及比較例1之相位移遮罩中，孔間距(HOLE pitch)300nm之圖案轉印時的焦點深度及曝光充裕度之關係之圖表。
圖18係表示假定半透光膜之透光率為38%之相位移遮罩及半透光膜之透光率為6%之相位移遮罩而計算出的晶圓轉印空中光學影像之對比度之圖表。
圖19係表示假定半透光膜之透光率為38%之相位移遮罩及半透光膜之透光率為6%之相位移遮罩而計算出的相位移遮罩之OPC偏差之圖表。
以下，對本發明之遮罩毛胚、附有負型阻劑膜之遮罩毛胚、相位移遮罩及使用其之圖案形成體之製造方法進行詳細說明。
A.遮罩毛胚
本發明之遮罩毛胚係用以製造應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩者，其特徵在於：具有透明基板與半透光膜，該半 透光膜係形成於上述透明基板上且僅包含Si(矽)及N(窒素)之半透光膜、或僅包含Si(矽)、N(氮)、及O(氧)之半透光膜，且上述半透光膜，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，進而膜厚為57nm~67nm之範圍內。
圖1係表示本發明之遮罩毛胚之一例的概略剖面圖。圖1所示之遮罩毛胚100係用以製造應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩者。圖1所示之遮罩毛胚100具有透明基板101與半透光膜102，該半透光膜102係形成於上述透明基板101上且僅包含Si及N，或僅包含Si、N、及O之單層構造。上述半透光膜102於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內。又，上述半透光膜102之膜厚為57nm~67nm之範圍內。
關於本發明之遮罩毛胚，上述半透光膜具有15%~38%之範圍內之較高透光率作為於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率。因此，於使用由本發明之遮罩毛胚形成之相位移遮罩，於圖案之邊界藉由因相位效果引起之光之干涉而使光強度成為零，使轉印圖像之對比度提高而製造圖案形成體之情形下，於製造圖案形成體時，藉由使上述半透光膜具有較高之透光率，可使上述相位效果變得更顯著。又，上述半透光膜由於不含有金屬，故而即便長時間照射ArF準分子雷射曝光光，矽(Si)之氧化膜亦不成長，而可防止圖案尺寸發生變化。同樣地，於相位移遮罩之清洗步驟中，亦可防止圖案尺寸變化。 因此，根據本發明，於光微影法中，可使轉印特性變優異，且使ArF準分子雷射曝光光照射耐性、及清洗耐性變高。
又，關於本發明之遮罩毛胚，上述半透光膜之膜厚為57nm~67nm之範圍內，較習知之半透光膜之膜厚薄。因此，關於由本發明之遮罩毛胚製造之半色調型相位移遮罩，例如寬度或深度為60nm以下之由半透光膜構成之凸狀圖案之高度變得低於習知之半色調型相位移遮罩。藉此，於由本發明之遮罩毛胚製造之相位移遮罩之清洗步驟中，例如於使用超音波清洗上述凸狀圖案時因氣泡破裂而受到衝擊之面積變小，且例如上述凸狀圖案因氣泡之破裂而受到衝擊之位置變低。其結果為，例如，在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對上述凸狀圖案進行清洗，藉此可避免缺損之圖案缺損。
此處，所謂因超音波清洗而產生之圖案缺損，意指凸狀圖案因下拉力而倒塌或消失之情況，上述下拉力係因藉由超音波所產生之氣泡發生破裂時之衝擊而產生。
又，關於本發明之遮罩毛胚，上述半透光膜之膜厚為57nm~67nm之範圍內，較習知之半透光膜之膜厚薄。因此，於使用由本發明之遮罩毛胚製造之相位移遮罩作為用以於晶圓上形成微細圖案之相位移遮罩之情形下，可避免如下情況，即，以近似計算進行相位移遮罩之光學鄰近效應修正(OPC處理)之情形下，由於半透光膜圖案之膜厚的對遮蔽效果之影響，故而於設計時對資料所賦予之修正之誤差量如先前般變大。藉此，可抑制產生如下問題，即導致晶圓上之微細圖案違反設計意圖而發生接觸或分離之結果。
根據上述情況，於為了於晶圓上形成微細圖案而使用由本發明之遮罩毛胚製造之相位移遮罩之情形下，於設計半透光膜圖案 時，即便以近似計算進行光學鄰近效應修正(OPC處理)之計算，亦可抑制導致晶圓上之微細圖案違反設計意圖而發生接觸或分離之結果的情況。藉此，即便以近似計算進行光學鄰近效應修正(OPC處理)之計算，亦可使在半透光膜圖案之設計中設置更強限制之必要性變低。因此，可使半透光膜圖案之設計自由度變高。
進而，關於本發明之遮罩毛胚，上述半透光膜之膜厚為57nm~67nm之範圍內，較習知之半透光膜之膜厚薄，因此於本發明之遮罩毛胚中，與習知之遮罩毛胚相比，變得容易藉由蝕刻而形成半透光膜圖案。並且，由於蝕刻所需之時間較短即可，故而即便如下述般於透明基板及半透光膜之間不具有防止對透明基板造成損傷之蝕刻阻障層，亦可充分避免於藉由蝕刻而形成半透光膜圖案時對透明基板造成損傷之情況。
以下，針對本發明之遮罩毛胚，分為遮罩毛胚之構件、與遮罩毛胚之構成進行說明。
1.遮罩毛胚之構件
首先，對本發明之遮罩毛胚之構件進行說明。本發明之遮罩毛胚至少具有透明基板與半透光膜。
(1)半透光膜
本發明之半透光膜係形成於下述之透明基板上，且僅包含Si及N之半透光膜、或僅包含Si、N、及O之半透光膜。並且，上述半透光膜係於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內， 於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內者。又，上述半透光膜係膜厚為57nm~67nm之範圍內者。
a.透光率及膜厚
上述半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率，係選擇15%~38%之範圍內作為高於習知之半透光膜的半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率者。又，上述半透光膜之膜厚係選擇57nm~67nm之範圍內之膜厚，作為較習知之半透光膜之膜厚薄且可耐受實用之半透光膜之膜厚者。
關於上述半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率，選擇上述範圍內之透光率之原因如下。於將具有半透光膜之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓的晶圓製程之尖端技術中，若上述透光率未滿上述範圍，則變得無法獲得所需之相位移效果。具體而言，原因在於：由於反相位之光之穿透率不足，故而變得無法獲得所需之遮光性。又，若上述透光率超過上述範圍，則半透光膜之遮光性過於降低。具體而言，由於反相位之光之穿透率提高，故而於無需形成圖案之部分亦會藉由穿透光而形成圖案。即，若不選擇上述範圍內之透光率，則如上述般，會於所需圖案之轉印特性方面產生問題。
又，上述半透光膜並無特別限定，其中，較佳為上述透光率為18%~38%之範圍內者，尤佳為上述透光率為20%~38%之範圍內者。其原因在於：若未滿上述範圍，則變得無法明顯地獲得所需之相位移效果，若超過上述範圍，則半透光膜之遮光性過於降低，從而所需之圖案之轉印特性產生問題。
又，選擇上述範圍內之膜厚係因若寬度或深度為60nm以下之由半透光膜構成之凸狀圖案之高度超過上述範圍，則於由上述遮罩毛胚製造之相位移遮罩之清洗步驟中，藉由在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對上述凸狀圖案進行清洗而產生如此之凸狀圖案缺損之圖案缺損。又，若上述半透光膜之膜厚超過上述範圍，則與習知同樣地，變得難以藉由蝕刻而形成半透光膜圖案。並且，因蝕刻所需之時間無法變短，故若於透明基板及半透光膜之間不具有蝕刻阻障層，則於藉由蝕刻而形成半透光膜圖案時對透明基板造成損傷。進而，若未滿上述範圍，則於消光係數(k)為上述範圍內之半透光膜中，變得難以獲得下述之反相位。
進而，藉由選擇上述範圍內之膜厚，亦可獲得以下之效果。僅包含Si及N之半透光膜、及僅包含Si、N、及O之半透光膜係如下之膜，該膜利用照射用以修正現有一般之光罩所使用的Ga離子等的聚焦離子束(FIB)而進行蝕刻去除之方法、或照射電子束(EB)而進行蝕刻去除之方法，難以對作為不需要之多餘部分之殘渣缺陷部進行修正。然而，本發明之遮罩毛胚之上述半透光膜之膜厚為57nm~67nm之範圍內，較習知之半透光膜之膜厚薄。因此，上述半透光膜儘管為僅包含Si及N、或僅包含Si、N、及O者，但與習知之包含相同材料之半透光膜相比，可容易地對上述殘渣缺陷部進行修正。又，由於上述半透光膜之膜厚較薄，故蝕刻去除時所產生之旁側蝕刻受到抑制，因此修正位置精度提高，而上述半透光膜之剖面形狀變得更良好。因此，具有經修正之半透光膜之半色調型相位移遮罩之轉印特性變良好。又，於由本發明之遮罩毛胚製造之相位移遮罩中之半透光膜圖案中，即便相較於習知，寬度窄之間隙部或孔部所形成之區域形成作為 不需要之多餘部分的殘渣缺陷部之情形下，與於習知之包含相同材料之半透光膜圖案中形成有相同之殘渣缺陷部的情形相比，亦可容易地對上述較窄之間隙部或孔部中之殘渣缺陷部進行修正。具體而言，於利用如利用微細之針將異物刨去之方法之機械方法進行修正時，微細之針等容易進入圖案間，因此可容易地對上述較窄之間隙部或孔部中之殘渣缺陷部進行修正。
又，上述半透光膜之膜厚並無特別限定，較佳為57nm~64nm之範圍內，尤佳為57nm~62nm之範圍內。上述半透光膜之膜厚更薄者藉由在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對如上述之凸狀圖案進行清洗，而可顯著地抑制產生如上述之凸狀圖案缺損之圖案缺損的情況，或者容易進行上述半透光膜之加工或半透光膜圖案之修正。
b.消光係數及折射率以及材料
關於上述半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數及折射率之範圍，係作為如為獲得反相位所需之上述半透光膜之膜厚成為57nm~67nm之範圍內，且上述半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率成為15%~38%之範圍內之範圍，藉由計算而求出者。又，上述半透光膜係選擇僅包含Si及N之半透光膜、或僅包含Si、N、及O之半透光膜，作為不含有金屬之新穎半透光膜者。且，上述半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數及折射率之範圍，係作為僅包含Si及N之半透光膜、或僅包含Si、N、及O之半透光膜可獲得之範圍而求出者。
以下，針對上述半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波 長下之消光係數及折射率之範圍以及上述半透光膜之材料以何種方式求出、以何種方式進行選擇，進行說明。
首先，使用菲涅耳之公式(Fresnel's formula)，計算相對於半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值，為獲得反相位所需之半透光膜之膜厚。此處，於本發明中，所謂「反相位」，意指於具有透明基板與已形成於上述透明基板上之半透光膜圖案之半色調型相位移遮罩中，僅通過上述透明基板之波長為193nm之ArF準分子雷射曝光光、與通過上述透明基板及上述半透光膜圖案之該雷射曝光光之相位差成為160°~200°之範圍內的情況。
圖2係表示相對於半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值，為獲得相位差為180°之反相位所必要之半透光膜之膜厚(nm)之圖表。例如為獲得相位差為180°之反相位所需之半透光膜的膜厚，係相對於半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值並示於圖2。又，為獲得相位差為180°以外之反相位所需之半透光膜之膜厚亦同樣地，以相對於半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值之方式求出。
繼而，根據消光係數(k)，計算相對於半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值，設為為獲得反相位所需膜厚之半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下的透光率。圖3係表示相對於半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值，設為為獲得相位差為180°之反相位所需膜厚之半透光膜的透光率(%)之圖表。例如設為為獲得相位差為180°之反相位所需膜厚之半透光膜的透光率，係相對於半透光膜於ArF準 分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值並示於圖3。又，設為為獲得相位差為180°以外之反相位所需膜厚之半透光膜的透光率亦同樣地，以相對於半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值之方式求出。
繼而，根據相對於半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值，對為獲得反相位所需之半透光膜之膜厚、及設為為獲得反相位所需膜厚之半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下的透光率進行計算而獲得之結果，求出如下半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之範圍，即為獲得反相位所需膜厚成為57nm~67nm之範圍內，且設為用以獲得反相位所需膜厚情形下ArF準分子雷射曝光光之波長下的透光率成為15%~38%之範圍內。
其結果為，求出消光係數(k)為0.2~0.45之範圍內，且折射率(n)為2.3~2.9之範圍內之範圍，該範圍係為獲得反相位所需之膜厚成為57nm~67nm之範圍內，且設為為獲得反相位所需膜厚之情形下ArF準分子雷射曝光光之波長下的透光率成為15%~38%之範圍內的半透光膜，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之範圍。
繼而，自現有之材料中，進行不含有金屬之材料之尋找及選擇，該不含有金屬之材料係ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，且ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.9之範圍內的材料。
圖4係表示現有材料於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值。該圖表所表示之現有材料的消光係數 (k)及折射率(n)之值係非專利文獻(折射率一覽表-用以薄膜測定之折射率值一覽表.[online].[Retrieved on 2014-07-03]，Retrieved from the internet：<URL：http：//www.filmetricsinc.jp/refractive-index-database>)及專利文獻(日本專利特開2007-17998)所記載者。於表1中表示圖4所示之圖表所表示之現有材料的消光係數(k)及折射率(n)之值、以及該現有材料中之Si(矽)、N(氮)、及O(氧)之組成比(at%)。
如圖4及表1所示般，作為可用於半透光膜之現有之材料，已知有Si3N4，且Si3N4之消光係數(k)及折射率(n)之值各自為2.70及0.20。並且，Si3N4係消光係數(k)為0.2~0.45之範圍內，且折射率(n)為2.3~2.9之範圍內之材料，且係不含有金屬之材料。
又，如圖4及表1所示般，作為含有Si、O、或N之現 有材料，已知有Si(矽)、SiO2、SiO、SiO系材料A、SiON系材料A、SiON系材料B、及SiON系材料C。又，該等材料之消光係數(k)及折射率(n)之值、以及該等材料中之Si、N、及O之組成比(at%)係如圖4及表1所示。
進而，於如上述Si3N4等僅含有Si及N之材料、或如上述SiON系材料A、上述SiON系材料B、及上述SiON系材料C等僅含有Si、N、及O之材料中，若Si之組成比、N之組成比、或O之組成比變化，則於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之值變化。藉此，可知於該等材料中因Si之組成比、N之組成比、或O之組成比會變化，故該等之消光係數(k)及折射率(n)亦隨之變化之傾向。
根據上述情況，於僅含有Si及N之材料、或僅含有Si、N、及O之材料中，藉由變更Si之組成比、N之組成比、或O之組成比，而可將於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)之值及折射率(n)之值於消光係數(k)為0.2~0.45之範圍內，且折射率(n)為2.3~2.7之範圍內之範圍內進行變更。
根據上述情況，自現有材料中，選擇僅含有Si及N之材料、以及僅含有Si、N、及O之材料作為上述半透光膜之材料。藉此，上述半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數(k)及折射率(n)之範圍係作為僅包含Si及N之半透光膜、或僅包含Si、N、及O之半透光膜可獲得之範圍求出，成為消光係數(k)為0.2~0.45之範圍內，且折射率(n)為2.3~2.7之範圍內之範圍。
c.半透光膜
上述半透光膜可為單層構造亦可為複數層構造，但較佳為單層構造。其原因在於：可容易地獲得本發明之作用效果。具體而言，藉由更簡單之構造，而可如上述般使轉印特性變優異，且使ArF準分子雷射曝光光照射耐性、及清洗耐性變高。又，藉由更簡單之構造，而可避免圖案缺損。進而，上述半透光膜之加工變得更簡單。
上述所謂僅包含Si及N之半透光膜，係指實質上不含有除Si及N以外之元素者，但若為對上述半透光膜之功能及特性不產生影響之雜質，則亦可含有。此處，上述半透光膜之功能及特性係包括上述半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數及折射率者。作為對上述半透光膜之功能及特性不產生影響之雜質，可列舉：碳、氧、硼、氦、氫、氬、氙等。並且，對上述半透光膜之功能及特性不產生影響之雜質之比例，較佳為5%以下，其中，較佳為2%以下，尤佳為1%以下。
又，上述所謂僅包含Si、N、及O之半透光膜，係指實質上不含有除Si、N、及O以外之元素者，但若為對上述半透光膜之功能及特性不產生影響之雜質，則亦可含有。此處，上述半透光膜之功能及特性係與上述僅包含Si及N之半透光膜之功能及特性相同者。上述僅包含Si、N、及O之半透光膜中對上述半透光膜之功能及特性不產生影響之雜質的種類及比率，係與上述僅包含Si及N之半透光膜中者相同。
上述半透光膜係上述僅包含Si及N之半透光膜中上述折射率為2.3~2.7之範圍內者(高折射率SiN系膜)、或者上述僅包含Si、N、及O之半透光膜中上述折射率為2.3~2.7之範圍內者(高折射率SiON系膜)。高折射率SiN系膜及高折射率SiON系膜例如與僅包 含Si、N、及O之半透光膜中上述折射率未滿2.3者(低折射率SiON系膜)相比，折射率較高。藉此，可使ArF準分子雷射曝光光之波長下用以獲得180°之相位差之上述半透光膜的膜厚變薄。
以下，針對高折射率SiN系膜及高折射率SiON系膜優於低折射率SiON系膜之原因，進一步詳細地進行說明。於表2中表示高折射率SiN系膜、高折射率SiON系膜、低折射率SiON系膜、及習知包含MoSiON之半透光膜(MoSiON系膜)之特性。
如表2所示，與低折射率SiON系膜相比，高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜之微細圖案耐缺損性良好。其原因在於：低折射率SiON系膜之折射率較低，因此用以獲得180°之相位差之膜厚變厚，相對於此，高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜之折射率可變高，因此可使用以獲得180°之相位差之膜厚變薄。又，與低折射率SiON系膜相比，MoSiON系膜之用以獲得180°之相位差之膜厚變厚，因此微細圖案耐缺損性較差。
以下，對藉由高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜之微細圖案耐缺損性為良好而獲得之作用效果，進一步進行說明。通常，於將由上述遮罩毛胚獲得之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓之晶圓製程中，為了提高解析力，必須提高半透光膜之透光率。並且，為了提高半透光膜之透光率，可採用減低半透光膜之消光係數 之手段。然而，由於使消光係數變小，故折射率變低，因此半透光膜之膜厚增大。
並且，若半透光膜之膜厚增大，則於使相位移遮罩中之半透光膜圖案微細化時，於相位移遮罩之清洗步驟中，必須於清洗液中使用較強之超音波對高度變高且由半透光膜構成之凸狀圖案進行清洗，因此變得會產生半透光膜圖案之圖案缺損等問題。其中，於以如於晶圓上形成10nm節點圖案之極限位準之高解析為目標之情形下，上述圖案缺損等問題變得明顯。尤其是如下述之「D.使用相位移遮罩之圖案形成體之製造方法」之項目所記載般，於藉由負型色調顯影(Negative tone development)而將上述相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓之晶圓製程中，於上述相位移遮罩中，必須將對應於接觸孔或線等微細圖案之作為實際上被解析之部分之主圖案，與鄰近主圖案配置之實際上未解析的輔助圖案一起作為由半透光膜構成之凸狀圖案而形成。並且，輔助圖案係如下述之「D.使用相位移遮罩之圖案形成體之製造方法」之項目所記載般，於晶圓製程之尖端技術中，成為寬度或深度為60nm以下且由半透光膜構成之凸狀圖案。例如，於如該輔助圖案之寬度或深度為60nm以下且由半透光膜構成之凸狀圖案中，上述圖案缺損等問題變得尤其明顯。
即，為了於上述晶圓製程中提高解析力，而必須使半透光膜高穿透率化，但伴隨著半透光膜之高穿透率化，半透光膜之膜厚增大，因此半透光膜之高穿透率化，與為了避免於半透光膜圖案經微細化之相位移遮罩中產生上述圖案缺損等問題而必須之半透光膜的薄膜化相對立。
相對於此，如上述般高折射率SiN系膜或高折射率SiON 系膜之折射率可變高，因此可使膜厚較低折射率SiON系膜薄，因此微細圖案耐缺損性良好。又，高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜係藉由調整Si之組成比、N之組成比、或O之組成比，而與低折射率SiON系膜同樣地實現高穿透率化。
因此，由於高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜之微細圖案耐缺損性良好，故而可較低折射率SiON系膜更佳地避免上述圖案缺損等問題。其中，於以如於晶圓形成10nm節點圖案之極限位準之高解析為目標之情形下，可較低折射率SiON系膜更佳地避免上述圖案缺損等問題。藉此，高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜可實現於低折射率SiON系膜中產生上述圖案缺損等問題而變得不可能之上述極限位準之高解析。
尤其是於輔助圖案於晶圓製程之尖端技術中成為寬度或深度為60nm以下且由半透光膜構成之凸狀圖案之情形下，由於高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜之微細圖案耐缺損性良好，故而可較低折射率SiON系膜更佳地避免於此種輔助圖案之微細圖案中上述圖案缺損等問題。藉此，高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜可實現於低折射率SiON系膜中產生上述圖案缺損等問題而變得不可能之高解析。
因此，高折射率SiN系膜及高折射率SiON系膜可較低折射率SiON系膜更佳地兼顧半透光膜之高穿透率化及薄膜化，而成為微細圖案耐缺損性良好者，因此於本發明之半透光膜中可實現最高之解析力。
又，如表2所示般，與低折射率SiON系膜相比，高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜之遮罩毛胚之外觀品質亦良好。其 原因在於：與低折射率SiON系膜相比，高折射率SiN系膜或高折射率SiON系膜含有不多之氧(O)，從而成膜時之外觀品質之穩定性較高，相對於此，低折射率SiON系膜含有較多之氧(O)，因此於成膜時容易產生異物，而外觀品質之穩定性較低。又，MoSiON系膜雖組成中含有氧，但對各種製造條件反覆進行改善，結果遮罩毛胚之外觀品質良好。
進而，如表2所示般，高折射率SiN系膜、高折射率SiON系膜、及低折射率SiON系膜均不含有過渡金屬，因此與MoSiON系膜相比，耐化學品性較高，故而耐清洗性良好，且難以產生由曝光光之照射引起之變質，因此曝光光照射耐性良好。另一方面，MoSiON系膜含有過渡金屬，因此尺寸、相位差、穿透率等由於多次之清洗而變動，因此耐清洗性較差，且由於曝光光之照射，從而過渡金屬置換，氧化進行，而產生尺寸變動等，故而曝光耐光照射性較差。
又，關於上述僅包含Si及N之半透光膜中之Si之組成比及N之組成比、以及上述僅包含Si、N、及O之半透光膜中之Si之組成比、O之組成比、及N之組成比的調整，於如下述般藉由濺鍍法等習知公知之成膜方法，在對上述半透光膜進行成膜之情形下，可藉由適當選擇所使用之裝置、所使用之材料、或者成膜條件等而進行。例如於使用平行平板型DC磁控濺鍍裝置，於上述透明基板上藉由濺鍍而使上述半透光膜成膜之情形下，可藉由適當選擇靶、靶與上述透明基板之距離(TS距離)、氣體流量比、氣壓、投入電力(功率)、基板轉數等濺鍍製程條件、或者Ar、N2、或O2等濺鍍氣體而進行。
又，上述半透光膜並無特別限定，其中，較佳為上述消光係數為0.2~0.4之範圍內者，尤佳為0.2~0.35之範圍內者。由於若 未滿上述範圍，則於上述半透光膜中，上述透光率變高，而上述消光係數及上述折射率變小，因此於ArF準分子雷射曝光光之波長下為獲得既定之相位差所需之膜厚變厚，若超過上述範圍，則於上述半透光膜中，上述透光率變低，而變得無法獲得於ArF準分子雷射曝光光之波長下所需之相位移效果。
又，上述消光係數之值之調整可藉由調整上述僅包含Si及N之半透光膜中的Si之組成比及N之組成比、或者上述僅包含Si、N、及O之半透光膜中之Si之組成比、O之組成比、及N之組成比而進行。
又，上述半透光膜之上述消光係數可利用J.A.Woollam公司製造之橢圓偏光計VUV-VASE進行測定並算出。
又，上述半透光膜並無特別限定，其中，較佳為上述折射率為2.5~2.7之範圍內者，尤佳為2.6~2.7之範圍內者。由於若未滿上述範圍，則於ArF準分子雷射曝光光之波長下用以獲得180°之相位差之上述半透光膜的膜厚變厚。
又，上述折射率之值之調整可藉由調整上述僅包含Si及N之半透光膜中的Si之組成比及N之組成比、或者上述僅包含Si、N、及O之半透光膜中之Si之組成比、O之組成比、及N之組成比而進行。
又，上述半透光膜之上述折射率可利用J.A.Woollam公司製造之橢圓偏光計VUV-VASE進行測定並算出。又，上述折射率之測定可利用如下方法進行，即根據利用分光光度計所測得之反射率曲線，使用模擬而算出。
又，上述半透光膜並無特別限定，其中，較佳為上述透 光率為18%~38%之範圍內者，尤佳為20%~38%之範圍內者。由於若未滿上述範圍，則變得無法獲得所需之相位移效果，若超過上述範圍，則半透光膜之遮光性過於降低，從而所需圖案之轉印特性產生問題。
又，上述透光率之值之調整可藉由調整上述僅包含Si及N之半透光膜中的Si之組成比及N之組成比、或者上述僅包含Si、N、及O之半透光膜中之Si之組成比、O之組成比、及N之組成比而進行。
上述半透光膜之上述透光率、及僅通過上述透明基板之波長為193nm之ArF準分子雷射曝光光、與通過上述透明基板及半透光膜之該雷射曝光光的相位差等可藉由使用相位移量測定機(Lasertec公司製造，MPM193)等而進行測定。
進而，上述半透光膜之膜厚並無特別限定，較佳為57nm~64nm之範圍內，尤佳為57nm~62nm之範圍內。上述半透光膜之膜厚更薄者在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對如上述之凸狀圖案進行清洗，藉此可顯著地抑制產生如上述之凸狀圖案缺損之圖案缺損的情況，或者容易進行上述半透光膜之加工或半透光膜圖案之修正。
又，上述半透光膜之膜厚可利用J.A.Woollam公司製造之橢圓偏光計VUV-VASE進行測定並算出。
又，上述半透光膜係藉由僅通過上述透明基板之波長為193nm之ArF準分子雷射曝光光、與通過上述透明基板及半透光膜之該雷射曝光光的相位差成為160°~200°範圍內，而可獲得反相位者。上述半透光膜並無特別限定，較佳為上述相位差為170°~190°之範圍內者，其中，較佳為上述相位差為177°者。其原因在於：於藉由對半透光膜進行蝕刻而自本發明之遮罩毛胚形成相位移遮罩時，即便於供 蝕刻半透光膜之部分，對透明基板進行蝕刻而形成刻蝕部，亦可於相位移遮罩中，將通過形成有刻蝕部之穿透區域之波長為193nm之ArF準分子雷射曝光光、與通過半透光膜所剩下之半穿透區域之該雷射曝光光的相位差設定為180°。使上述相位差設定為180°。藉此，可製作半色調型之相位移遮罩。
(2)透明基板
作為本發明中之透明基板，並無特別限定，例如可列舉：曝光光以高穿透率穿透之經光學研磨之合成石英玻璃、螢石、氟化鈣等，其中，較佳為通常被廣泛使用而品質穩定，且短波長之曝光光之穿透率較高之合成石英玻璃。
(3)遮光膜
作為本發明之遮罩毛胚，只要為具有上述半透光膜及透明基板者，則尤其是膜構成、材質、於ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)等並無限定，但較佳為進而具有遮光膜，該遮光膜係形成於上述半透光膜上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與上述半透光膜合併時成為所需之光學密度(OD值)的方式進行調整者。
圖5係表示本發明之遮罩毛胚另一例之概略剖面圖。圖5所示之遮罩毛胚100具有透明基板101；形成於透明基板101上且僅包含Si及N、或僅包含Si、N、及O之單層構造之半透光膜102；及形成於半透光膜102上，且如ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)與併入半透光膜102而成為3.0以上之單層構造的遮光膜 103。並且，遮光膜103具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能、及對上述半透光膜之蝕刻阻障功能之全部功能。
於由遮罩毛胚製造之相位移遮罩中，於具有面積較大之半透光膜圖案之情形時，有產生如下問題之情況，即由於穿透上述圖案之曝光光而轉印圖像變得不鮮明。於是，於相位移遮罩中，藉由於具有較大面積之半透光膜圖案上形成遮光膜圖案，而將穿透上述圖案之不需要之曝光光進行遮蔽，藉此消除上述問題。並且，於如本發明之遮罩毛胚般半透光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%，而遠遠大於通常之6%之透光率之情形下，如上述之問題更明顯地產生。因此，根據本發明，可藉由進而具有上述遮光部，而更顯著地獲得避免上述問題之效果。
作為上述遮光膜，只要為形成於上述半透光膜上且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜而成為所需之光學密度(OD值)的方式進行調整者，則無特別限定。作為上述遮光膜，較佳為具有抗反射功能、及對上述半透光膜之蝕刻阻障功能者，上述抗反射功能係於將遮罩圖案轉印至晶圓時防止於相位移遮罩與透鏡間之多路徑反射，上述對上述半透光膜之蝕刻阻障功能係適當地防止於對上述遮光膜進行蝕刻時對上述半透光膜造成損傷之情況。其中，較佳為具有導電功能者，上述導電功能係防止於繪圖時藉由電子束而帶電。
於本發明之遮罩毛胚中，如圖5所示之遮罩毛胚100般，較佳為上述遮光膜具有包含光吸收層之單層構造，上述光吸收層係形成於上述半透光膜上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能、及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能。藉此，可以更少步驟而獲得具 備所需功能之遮罩。
於如圖5所示之遮罩毛胚100般，上述遮光膜具有上述單層構造之情形下，上述遮光膜之材料並無特別限定，可列舉：Cr、Ta、W、Mo等。其中，較佳為Cr等。由於對上述遮光膜進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體之種類成為與對上述半透光膜進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體不同者，因此可期待上述遮光膜具有上述之蝕刻阻障功能。
又，於上述遮光膜具有上述單層構造之情形下，上述遮光膜之厚度係根據其材料之種類而不同，並無特別限定，較佳為30nm~80nm之範圍內。其原因在於：容易使上述遮光膜於ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)與併入上述半透光膜而成為3.0以上，且為容易對上述遮光膜進行蝕刻之膜厚。
又，上述遮光膜之與上述半透光膜合在一起之光學密度(OD值)可利用大塚電子公司製造之MCPD3000進行測定並算出，上述遮光膜之反射率可利用大塚電子公司製造之MCPD7000進行測定並算出。
圖6係表示本發明之遮罩毛胚另一例之概略剖面圖。圖6所示之遮罩毛胚100之遮光膜103具有2層構造，該2層構造包含形成於半透光膜102上之光吸收層103a、與形成於光吸收層103a上之硬質遮罩層103b。並且，光吸收層103a具有如下兩種功能，即對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能、及對半透光膜102之蝕刻阻障功能。又，硬質遮罩層103b具有對光吸收層103a之蝕刻阻障功能。
於本發明之遮罩毛胚中，較佳為如圖6所示之遮罩毛胚100般，上述遮光膜具有2層構造，該2層構造包含光吸收層與硬質遮 罩層，上述光吸收層係形成於上述半透光膜上且具有上述對半透光膜之蝕刻阻障功能、及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能，上述硬質遮罩層係形成於上述光吸收層上，且具有上述對光吸收層之蝕刻阻障功能。由於藉此可使用對上述硬質遮罩層進行蝕刻而形成之圖案代替對上述光吸收層進行蝕刻時之阻劑圖案，因此可使阻劑膜厚變薄。因而可藉此變得容易形成上述遮光膜之微細圖案。
更具體而言，於如圖5所示之遮罩毛胚100般上述遮光膜具有單層構造之情形下，因單層構造之遮光膜較厚，故而變得以較厚之阻劑圖案對遮光膜進行蝕刻而形成遮光膜圖案。因此，根據阻劑圖案之縱橫比之關係，而難以形成遮光膜之微細圖案。另一方面，於上述遮光膜具有如圖6所示之2層構造之情形下，上述硬質遮罩層較上述單層構造之遮光膜薄，因此可以較上述單層構造之遮光膜之蝕刻所使用者更薄之阻劑圖案，對上述硬質遮罩層進行蝕刻而形成硬質遮罩層圖案。並且，可使用該圖案代替對上述光吸收層進行蝕刻時之阻劑圖案，因此可使阻劑膜厚變薄。藉此，相比上述單層構造之遮光膜，變得容易形成上述遮光膜之微細圖案。
於上述遮光膜具有上述2層構造之情形下，上述硬質遮罩層並無特別限定，亦可具有上述之導電功能。又，於上述遮光膜具有上述2層構造之情形下，上述硬質遮罩層之材料只要為具有上述對光吸收層之蝕刻阻障功能者，則無特別限定，可列舉：Si、SiN、SiON、SiO2、MoSi、Cr、CrO、CrON等。其中，較佳為Si、SiN、SiON、SiO2、MoSi等。於上述光吸收層之材料使用含有Cr之材料之情形下，對上述光吸收層進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體之種類，成為與對上述硬質遮罩層進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體不同者，因此可防 止於對上述硬質遮罩層進行蝕刻時對上述光吸收層造成損傷之情況。
又，於上述遮光膜具有上述2層構造之情形下，上述光吸收層之材料只要為具有上述對半透光膜之蝕刻阻障功能、及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能者，則無特別限定，可列舉：Cr、Si、SiO、SiON、MoSi等。其中，較佳為Cr。由於對上述光吸收層進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體之種類，成為與對上述硬質遮罩層進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體不同者，因此可防止於對上述硬質遮罩層進行蝕刻時對上述光吸收層造成損傷之情況。又，由於Cr之消光係數較高，因此藉由膜厚更薄之上述遮光膜，而可使ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)與併入上述半透光膜而成為3.0以上。
又，於上述遮光膜具有上述2層構造之情形下，上述硬質遮罩層之厚度係根據其材料之種類而不同，並無特別限定，較佳為4nm~15nm之範圍內，其中較佳為4nm~10nm之範圍內，尤佳為4nm~7nm之範圍內。其原因在於：膜厚較薄者可精度良好地進行加工。
又，於上述遮光膜具有上述2層構造之情形下，上述光吸收層之厚度係根據其材料之種類而不同，並無特別限定，較佳為30nm~80nm之範圍內，其中較佳為30nm~70nm之範圍內，尤佳為30nm~60nm之範圍內。其原因在於：膜厚較薄者容易進行加工或不良圖案之修正。
圖7係表示本發明之遮罩毛胚另一例之概略剖面圖。圖7所示之遮罩毛胚100之遮光膜103具有3層構造，且包含形成於半透光膜102上之蝕刻阻障層103c、形成於蝕刻阻障層103c上之光吸收層103a、及形成於光吸收層103a上之硬質遮罩層103b。並且，蝕刻阻障 層103c具有對半透光膜102之蝕刻阻障功能，光吸收層103a具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能，硬質遮罩層103b具有對光吸收層103a之蝕刻阻障功能。
圖8係表示本發明之遮罩毛胚另一例之概略剖面圖。圖8所示之遮罩毛胚100之遮光膜103具有3層構造，且包含形成於半透光膜102上之蝕刻阻障層103c、形成於蝕刻阻障層103c上之光吸收層103a、及形成於光吸收層103a上之硬質遮罩層103b。並且，蝕刻阻障層103c具有對半透光膜102之蝕刻阻障功能，光吸收層103a具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能，硬質遮罩層103b具有對光吸收層103a之蝕刻阻障功能。
於本發明之遮罩毛胚中，較佳為如圖7及圖8所示之遮罩毛胚100般，上述遮光膜具有包含蝕刻阻障層、光吸收層及硬質遮罩層之3層構造，上述蝕刻阻障層係形成於上述半透光膜上且具有上述對半透光膜之蝕刻阻障功能，上述光吸收層係形成於上述蝕刻阻障層上且具有上述對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能，上述硬質遮罩層係形成於上述光吸收層上且具有上述對光吸收層之蝕刻阻障功能。藉此，可與上述遮光膜具有上述2層構造之情形下同樣地，使用對上述硬質遮罩層進行蝕刻而形成之圖案代替對上述光吸收層進行蝕刻時之阻劑圖案。結果變得容易形成上述遮光膜之微細圖案。
於本發明之遮罩毛胚中，與上述遮光膜具有上述單層構造或上述2層構造相比，較佳為上述遮光膜具有上述3層構造。其原因在於：可使用僅包含Si及N、或僅包含Si、N及O之半透光膜、與包含可利用反應性較高之蝕刻氣體進行蝕刻之材料的光吸收層，作為具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能之層。藉此，具有對ArF 準分子雷射曝光光之光吸收功能之層之材料的選擇範圍變廣，而可使上述遮光膜之膜厚變得更薄。又，可使具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能之層、及具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能之層，分別為包含互不相同之材料的上述光吸收層及上述蝕刻阻障層。藉此，可利用互不相同之蝕刻氣體分別對上述光吸收層及上述蝕刻阻障層進行蝕刻，因此可使上述蝕刻阻障層成為具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能者，該對上述半透光膜之蝕刻阻障功能係適當地防止於對上述光吸收層進行蝕刻時，對上述半透光膜造成損傷之情況。
例如於圖7所示之遮罩毛胚100中，可使用僅包含Si及N、或僅包含Si、N及O之半透光膜、與包含可利用反應性較高之蝕刻氣體進行蝕刻之材料，即MoSi之光吸收層103a作為具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能之層。又，可使具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能之層、及具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能之層，分別為包含MoSi的光吸收層103a及包含Cr之蝕刻阻障層103c。藉此，可利用互不相同之氟系氣體及氯系氣體分別對光吸收層103a及蝕刻阻障層103c進行蝕刻。因此，可使用蝕刻阻障層103c作為具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能者，該對上述半透光膜之蝕刻阻障功能係適當地防止於對光吸收層103a進行蝕刻時，對半透光膜102造成損傷之情況。
又，於圖8所示之遮罩毛胚100中，可使用僅包含Si及N、或僅包含Si、N及O之半透光膜、與包含可利用反應性較高之蝕刻氣體進行蝕刻之材料，即使用包含Si之光吸收層103a作為具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能之層。又，可使具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能之層、及具有對上述半透光膜之蝕刻阻障 功能之層，分別為包含Si之光吸收層103a及包含Cr之蝕刻阻障層103c。藉此，可利用互不相同之氟系氣體及氯系氣體分別對光吸收層103a及蝕刻阻障層103c進行蝕刻。因此，可使用蝕刻阻障層103c作為具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能者，該對上述半透光膜之蝕刻阻障功能係適當地防止於對光吸收層103a進行蝕刻時，對半透光膜102造成損傷之情況。
於上述遮光膜具有上述3層構造之情形下，上述硬質遮罩層並無特別限定，亦可具有上述之導電功能。又，於上述遮光膜具有上述3層構造之情形下，上述硬質遮罩層之材料只要為具有上述對光吸收層之蝕刻阻障功能者，則無特別限定，可列舉：Cr、CrO、CrON、SiN、SiON、SiO2等。其中，較佳為Cr。
又，於上述遮光膜具有上述3層構造之情形下，上述光吸收層之材料只要為具有上述之光吸收功能者，則無特別限定，可列舉：MoSi等包含金屬及矽(Si)之材料、或者W、Ta等金屬或矽(Si)之單質。其中，尤佳為矽(Si)。由於對上述光吸收層進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體之種類成為與對上述硬質遮罩層進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體不同者，因此可防止於對上述硬質遮罩層進行蝕刻時對上述光吸收層造成損傷之情況。又，由於矽(Si)單質之消光係數較高，因此藉由上述光吸收層包含矽(Si)單質，而可使上述遮光膜之膜厚變得更薄。
又，於上述遮光膜具有上述3層構造之情形下，上述蝕刻阻障層之材料只要為具有上述之蝕刻阻障功能者，則無特別限定，可列舉：Cr、CrON等。由於對上述蝕刻阻障層進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體之種類，成為與對上述光吸收層進行蝕刻時所使用之反 應性蝕刻氣體不同者，因此可防止於對上述光吸收層進行蝕刻時對上述蝕刻阻障層造成損傷之情況。例如可防止於藉由氟系氣體對上述光吸收層進行蝕刻時對上述蝕刻阻障層造成損傷之情況，且可藉由氯系氣體對上述蝕刻阻障層進行蝕刻。又，由於對上述蝕刻阻障層進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體之種類，成為與對上述半透光膜進行蝕刻時所使用之反應性蝕刻氣體不同者，因此可防止於對上述蝕刻阻障層進行蝕刻時對上述半透光膜層造成損傷之情況。
又，於上述遮光膜具有上述3層構造之情形下，上述硬質遮罩層之厚度係根據其材料之種類而不同，並無特別限定，較佳為4nm~10nm之範圍內，其中較佳為4nm~7nm之範圍內，尤佳為4nm~6nm之範圍內。其原因在於：上述之蝕刻阻障功能可充分發揮作用，且可充分防止於對上述硬質遮罩層進行蝕刻時對上述光吸收層造成損傷之情況。
又，於上述遮光膜具有上述3層構造之情形下，上述光吸收層之厚度係根據其材料之種類而不同，並無特別限定，較佳為20nm~70nm之範圍內，其中較佳為20nm~60nm之範圍內，尤佳為30nm~50nm之範圍內。由於上述之光吸收功能可充分發揮作用，且可防止於對上述光吸收層進行蝕刻時對上述蝕刻阻障層造成損傷之情況。又，於上述光吸收層由Si單質構成之情形下，與由MoSi構成之情形相比，因Si之消光係數較高，故而可使上述遮光膜之膜厚變得更薄。
進而，於上述遮光膜具有上述3層構造之情形下，上述蝕刻阻障層之厚度係根據其材料之種類而不同，並無特別限定，較佳為2nm~6nm之範圍內，尤佳為2nm~4nm之範圍內。上述之蝕刻 阻障功能充分發揮作用。
進而，作為上述遮光膜，並無特別限定，較佳為以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜而成為3.0以上之方式進行調整者。藉此，可獲得曝光時對所需部分而需要之遮光性。
(4)其他構件
作為本發明之遮罩毛胚，只要為具有上述半透光膜及透明基板者，則無特別限定，且可適當加入其他必須之構件。
作為本發明之遮罩毛胚，較佳為於上述半透光膜、或上述遮光膜上具有阻劑膜者。可於對阻劑膜進行曝光後進行顯影而形成既定之阻劑圖案而並非重新形成阻劑膜。藉此，可由本發明之遮罩毛胚更簡單地形成相位移遮罩。
2.遮罩毛胚之構成
繼而，對本發明之遮罩毛胚之構成進行說明。本發明之遮罩毛胚係上述半透光膜形成於上述透明基板上者。以下，對本發明之遮罩毛胚之構成及製造方法進行說明。
(1)遮罩毛胚之構成
上述遮罩毛胚並無特別限定，較佳為上述半透光膜直接形成於上述透明基板上者。
於如本發明中之半透光膜般透光率較大之半透光膜中，有其折射率變小之傾向。因此，於半色調型相位移遮罩中，若為了實 現適當之相位移，而欲於形成有上述半透光膜之部分與曝光光穿透之部分之間形成180°的相位差，則必須是使該半透光膜之膜厚變厚(專利文獻1及2)。並且，於使半透光膜之膜厚變厚之情形下，為了於對半透光膜進行蝕刻時不對透明基板造成損傷，而有於透明基板上形成蝕刻阻障層之情況(專利文獻1及2)。作為蝕刻阻障層，形成為了提高與半透光膜之蝕刻選擇性，故於半透光膜之蝕刻種類(例如、CF4、SF6氣體等)中不會被蝕刻之層。然而，於形成上述蝕刻阻障層之情形下，例如於專利文獻1中存在如下問題：自實施例可知，因形成Ta-Hf膜，並利用Cl系氣體進行蝕刻，故蝕刻製程進行多次而變得複雜，而且難以利用Cl系氣體進行蝕刻，形狀及均勻性變差。又，於專利文獻2中存在相同之問題，該問題之原因在於：雖亦記載有將蝕刻阻障層設為Zr、Hf之構造，但同樣地蝕刻製程必須多次，且蝕刻困難。
然而，根據本發明，上述半透光膜薄於習知之半透光膜之膜厚，因此變得容易藉由蝕刻而形成半透光膜圖案。藉此，蝕刻所需之時間亦可較短，因此即便於上述透明基板及上述半透光膜之間不具有上述蝕刻阻障層，亦可充分避免於藉由蝕刻而形成半透光膜圖案時對上述透明基板造成損傷之情況。因此，上述遮罩毛胚成為上述半透光膜直接形成於上述透明基板上者。藉此，如上述般，無需形成上述蝕刻阻障層，因此變得無需進行複數次蝕刻製程，因此蝕刻製程不會變複雜，而上述蝕刻阻障層之蝕刻困難，因此可防止上述半透光膜或上述透明基板之形狀變差、或上述半透光膜之形狀之均勻性變差。
(2)遮罩毛胚之製造方法
本發明之遮罩毛胚之製造方法只要為可獲得所需之遮罩毛胚的方 法，則無特別限定。於本發明之遮罩毛胚之製造方法之一例中，首先，準備上述透明基板。繼而，於上述透明基板上，藉由濺鍍法等習知公知之成膜方法而形成上述半透光膜。繼而，於上述半透光膜上，藉由濺鍍法等習知公知之成膜方法而形成上述遮光膜。於上述遮光膜具有上述2層構造之情形下，於上述半透光膜上藉由濺鍍法等習知公知之成膜方法而形成上述光吸收層後，於上述光吸收層上藉由濺鍍法等習知公知之成膜方法而形成上述硬質遮罩層。於上述遮光膜具有上述3層構造之情形下，於上述半透光膜上藉由濺鍍法等習知公知之成膜方法而形成上述蝕刻阻障層，於上述蝕刻阻障層上藉由濺鍍法等習知公知之成膜方法而形成上述光吸收層後，於上述光吸收層上藉由濺鍍法等習知公知之成膜方法而形成上述硬質遮罩層。藉此，可獲得本發明之遮罩毛胚。
又，於上述遮罩毛胚之製造方法中，形成上述半透光膜之方法並無特別限定，例如可列舉如下方法：濺鍍靶使用包含矽(Si)之靶，並適當選擇濺鍍氣體，藉此於如構成上述半透光膜之僅包含Si及N之半透光膜、或僅包含Si、N及O之半透光膜之組成比成為所需比率的成膜條件下藉由濺鍍而使上述半透光膜成膜。並且，作為上述方法，其中較佳為如下方法：濺鍍靶使用包含矽(Si)之靶，並使用含有氮但未大量地含有氧、或不含有氧之濺鍍氣體，而使高折射率SiN系膜、或高折射率SiON系膜成膜之方法。其原因在於：可使上述半透光膜中具有優異特性之該半透光膜進行成膜。再者，所謂高折射率SiN系膜，即僅包含Si及N之半透光膜，意指濺鍍靶使用包含矽(Si)之靶，並使用含有氮但不含有氧之濺鍍氣體，於不含有氧之環境下所成膜之半透光膜。
B.附有負型阻劑膜之遮罩毛胚
繼而，對本發明之附有負型阻劑膜之遮罩毛胚進行說明。本發明之附有負型阻劑膜之遮罩毛胚之特徵在於具有：上述遮罩毛胚、與形成於上述遮罩毛胚上之負型阻劑膜。
圖9係表示本發明之附有負型阻劑膜之遮罩毛胚之一例的概略剖面圖。圖9所示之附有負型阻劑膜之遮罩毛胚110係用以製造應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型相位移遮罩之附有負型阻劑膜之遮罩毛胚。附有負型阻劑膜之遮罩毛胚110具有遮罩毛胚100，該遮罩毛胚100具有：透明基板101；形成於透明基板101上且僅包含Si及N、或僅包含Si、N、及O之單層構造之半透光膜102；及形成於半透光膜102上，且如ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)與併入半透光膜102而成為3.0以上之單層構造之遮光膜103。又，附有負型阻劑膜之遮罩毛胚110具有形成於遮罩毛胚100上之負型阻劑膜111。
於如下述之「D.使用相位移遮罩之圖案形成體之製造方法」之項目所記載般，使用具有半透光膜之半色調型相位移遮罩，將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之情形下，可藉由負型色調顯影(Negative tone development)而簡單地避免旁瓣現象，而將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓。
並且，於藉由負型色調顯影(Negative tone development)而將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之情形下，於半色調型相位移遮罩中，必須形成對應於接觸孔或線等微細圖案之由半透光膜構成之凸狀微細圖案。
根據本發明，藉由使用上述負型阻劑膜之圖案對半透光膜進行蝕刻，而形成由上述半透光膜構成之凸狀微細圖案，藉此可製造下述之負型之相位移遮罩。因此，於製造下述之負型之相位移遮罩之情形下，於上述附有負型阻劑膜之遮罩毛胚中之負型阻劑膜中，曝光之範圍成為對應於由上述半透光膜構成之凸狀微細圖案之非常狹窄之範圍。因此，可以更短時間製造下述之負型之相位移遮罩。
作為用於形成上述負型阻劑膜之負型阻劑組成物，並無特別限定，例如可列舉：住友化學股份有限公司製造之NEB-22A、以及信越化學工業製造之SEBN-1637、SEBN-1702、及SEBN-2014等。其中，較佳為信越化學工業製造之SEBN-2014等。其原因在於：適合形成更微細之圖案。
又，上述負型阻劑膜之膜厚並無特別限定，較佳為50nm~150nm之範圍內。其中，較佳為80nm~100nm之範圍內。其原因在於：可於遮罩上形成圖案時具有充分之蝕刻阻障功能，並且形成微細之圖案。
進而，作為形成上述負型阻劑膜之方法，並無特別限定，例如可列舉利用旋轉塗佈之塗佈等。
C.相位移遮罩
繼而，對本發明之相位移遮罩進行說明。本發明之相位移遮罩係應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩，其特徵在於：具有透明基板、與形成於上述透明基板上，且僅包含Si(矽)及N(氮)之半透光膜圖案、或僅包含Si(矽)、N(氮)、及O(氧)之半透光膜圖案，且關於上述半透光膜圖案，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消 光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，進而膜厚為57nm~67nm之範圍內。
圖10係表示本發明之相位移遮罩一例之概略俯視圖。圖11係圖10之A-A剖面圖。圖10所示之相位移遮罩200係應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩。圖10所示之相位移遮罩200具有透明基板201與半透光膜圖案202，該半透光膜圖案202係形成於上述透明基板201上，且僅包含Si及N、或僅包含Si、N、及O之單層構造。關於上述半透光膜圖案202，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內。又，半透光膜圖案202之膜厚為57nm~67nm之範圍內。進而，半透光膜圖案202具有解析於晶圓上之寬度或深度為100nm~300nm之主圖案202a及輔助主圖案202a之解析的不解析於晶圓之寬度或深度為60nm以下之輔助圖案202b。主圖案202a及輔助圖案202b係凸狀圖案。
圖12係表示本發明之相位移遮罩另一例之概略俯視圖。圖13係圖12之A-A剖面圖。以下，關於圖12所示之相位移遮罩200，對其與圖10所示之相位移遮罩200之差異點進行說明。於半透光膜圖案202中，形成有將露出透明基板201之半透光膜之一部分去除之凹狀圖案，作為解析於晶圓之寬度或深度為100nm~300nm的主圖案202a。又，於半透光膜圖案202中，形成有將露出透明基板201之半透光膜之一部分去除之凹狀圖案作為輔助主圖案202a之解析的不解析於晶圓上之寬度或深度為60nm以下之輔助圖案202b。
本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案具有15%~38%之範圍內之較高透光率作為於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率。因此，於使用本發明之相位移遮罩，於圖案之邊界藉由因相位效果引起之光之干涉而使光強度成為零，使轉印圖像之對比度提高，而製造圖案形成體之情形下，藉由使上述半透光膜圖案具有較高之透光率，可使上述相位效果變得更顯著。又，上述半透光膜圖案由於不含有金屬，故而即便長時間照射ArF準分子雷射曝光光，矽(Si)之氧化膜亦不成長，而可防止圖案尺寸發生變化。同樣地，即便於相位移遮罩之清洗步驟中，亦可防止圖案尺寸變化。因此，根據本發明，於光微影法中，可使轉印特性變優異，且使ArF準分子雷射曝光光照射耐性、及清洗耐性變高。
又，本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm的範圍內，較習知之半透光膜圖案之膜厚薄。因此，本發明之相位移遮罩因與本發明之遮罩毛胚中所說明者相同之理由，例如在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對如上述之凸狀圖案進行清洗，藉此可避免缺損之圖案缺損。
又，本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm之範圍內，較習知之半透光膜圖案之膜厚薄。因此，因與本發明之遮罩毛胚中所說明者相同之理由，故而可使半透光膜圖案之設計自由度變高。
進而，本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案於ArF準分子雷射曝光光之波長下的透光率為15%~38%之範圍內，高於習知。因此，關於本發明之相位移遮罩，尤其是於晶圓製程中使用負型阻劑製程或負型色調顯影製程之情形下，可使OPC偏差值本身小於習 知。因此，於為了使用本發明之相位移遮罩而於晶圓上形成微細圖案，而使用負型阻劑製程或負型色調顯影(Negative tone development)製程之情形下，可明顯地獲得上述效果。即，如上所述，於設計半透光膜圖案時，以近似計算進行光學鄰近效應修正(OPC處理)之計算之情形下，由於OPC偏差值本身變小，故而可明顯地獲得如下效果，即可抑制導致晶圓上之微細圖案違反設計意圖而發生接觸或分離之結果之情況。藉此，可使半透光膜圖案之設計自由度變高之上述效果可明顯地獲得。
進而，本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm的範圍內，較習知之半透光膜圖案之膜厚薄，因此，因與本發明之遮罩毛胚中所說明者相同之理由，故而可充分避免對透明基板造成損傷之情況。
以下，針對本發明之相位移遮罩，分為相位移遮罩之構件、與相位移遮罩之構成而進行說明。
1.相位移遮罩之構件
首先，對本發明之相位移遮罩之構件進行說明。本發明之相位移遮罩至少具有透明基板與半透光膜圖案。
(1)半透光膜圖案
本發明中之半透光膜圖案係形成於下述之透明基板上，且僅包含Si及N之半透光膜圖案、或僅包含Si、N、及O之半透光膜圖案。且，上述半透光膜圖案，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為 2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內。又，上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm之範圍內。
於尖端之應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩中，相位移遮罩之內部之位置精度非常重要。本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm的範圍內，較習知之半透光膜圖案之膜厚薄，因此可使本發明之相位移遮罩自半透光膜圖案所受之應力變小。藉此，可抑制相位移遮罩變形，而使相位移遮罩之內部之位置精度提高。
又，於將具有半透光膜之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓之晶圓製程的尖端技術中，於將較習知微細之圖案轉印至晶圓之情形下，為了抑制晶圓阻劑之形狀不均，減少阻劑尺寸不均，而必須進行下述對策，即使用低感度之晶圓阻劑，並使ArF準分子雷射曝光光之照射時間長於習知之照射時間等。另一方面，對應於轉印至晶圓之較習知微細之圖案，相位移遮罩中由半透光膜構成之微細圖案較習知微細，因此必須使其ArF準分子雷射曝光光照射耐性高於習知。
相對於此，本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm的範圍內，較習知之半透光膜圖案之膜厚薄。因此，本發明之相位移遮罩中由半透光膜構成之微細圖案的表面積變小。其結果為，清洗液殘留於上述微細圖案之離子、來自周邊環境之離子、及有機物之吸附變少。藉此，由於對該等吸附之異物照射ArF準分子雷射曝光光而產生被稱為薄霧(HAZE)之成長性異物的危險性變少。
因此，與習知之相位移遮罩相比，本發明之相位移遮罩可使相位移遮罩中由半透光膜構成之微細圖案為產生薄霧之危險性較少者。藉此，關於本發明之相位移遮罩，即便使相位移遮罩中之由半透光膜構成之微細圖案較習知微細，亦可使相位移遮罩中之由半透光膜構成之微細圖案為具有ArF準分子雷射曝光光照射耐性者，而如可耐受波長較習知長之ArF準分子雷射曝光光之照射時間。
又，本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm之範圍內，較習知之半透光膜圖案之膜厚薄。因此，本發明之相位移遮罩之半透光膜圖案之表面積、尤其是側壁之面積變小，因此可使ArF準分子雷射曝光耐光照射性及耐清洗性(由清洗藥液引起之變質耐性)提高。
又，習知於晶圓中用以形成10nm節點之圖案之相位移遮罩之清洗步驟中，例如為了避免產生如上述輔助圖案之寬度或深度為60nm以下且由半透光膜構成之凸狀圖案的圖案缺損，而無法選擇物理去除力較高之清洗條件。因此，產生如下問題，即變得難以去除卡入狹窄間隙部之異物或如覆蓋線與間隙圖案之較大異物。然而，本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm的範圍內，較習知之半透光膜圖案之膜厚薄。因此，線與間隙圖案之凹凸之階差變低，而可容易地去除卡入狹窄間隙部之異物。又，如覆蓋線與間隙圖案之較大異物之設置面積變小，因此可容易地去除如覆蓋線與間隙圖案之較大異物。
又，本發明之相位移遮罩之上述半透光膜圖案之膜厚為57nm~67nm的範圍內，較習知之半透光膜圖案之膜厚薄，因此本發明之相位移遮罩中之半透光膜圖案之表面積變小。因此，可使相位移 遮罩之清洗及乾燥所耗費之時間變短。進而，因上述半透光膜圖案之膜厚較習知之半透光膜圖案之膜厚薄，故而可將相位移遮罩之製造所耗費之材料費抑制為較低。
a.凸狀圖案
上述半透光膜圖案並無特別限定，較佳為具有寬度或深度為60nm以下之凸狀圖案者。寬度或深度為60nm以下之凸狀圖案之高度為57nm~67nm的範圍內，變得低於習知之半色調型相位移遮罩。藉此，於相位移遮罩之清洗步驟中，使用超音波對上述圖案進行清洗時因氣泡之破裂而受到衝擊之面積變小，且上述圖案因氣泡之破裂而受到衝擊之位置變低。由於在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對上述圖案進行清洗，藉此可避免如上述圖案缺損之圖案缺損。
b.主圖案及輔助圖案 (a)藉由負型色調顯影而轉印至晶圓之圖案
上述半透光膜圖案並無特別限定，亦可為如圖10所示之例般，藉由負型色調顯影(Negative tone development)而將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之半透光膜圖案。此種半透光膜圖案係如圖10所示般，具有解析於晶圓之主圖案、及在輔助上述主圖案之解析的晶圓未解析之輔助圖案，且上述輔助圖案為上述寬度或深度為60nm以下之凸狀圖案者。上述主圖案係對應於轉印至晶圓之上述微細圖案者。於上述半透光膜圖案為此種半透光膜圖案之情形下，在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對上述輔助圖案進行清洗，藉此可避免缺損之圖案缺損。
再者，就如下述般藉由正性色調顯影(Positive tone development)而轉印至晶圓之圖案而言，亦有產生由使用超音波之清洗引起之圖案缺損之情形下，將通常藉由負型色調顯影(Negative tone development)而轉印至晶圓之圖案、與藉由正性色調顯影(Positive tone development)而轉印至晶圓之圖案進行比較之情形下，關於寬度為100nm以下之凸狀圖案之深度，藉由負型色調顯影(Negative tone development)而轉印至晶圓之圖案較短，因此變得可顯著地發揮出如下效果，即可避免由於使用上述超音波進行清洗而產生之圖案缺損。
上述主圖案係由半透光膜構成之凸狀圖案，且係實際上於晶圓解析之圖案。
上述輔助圖案係由半透光膜構成之凸狀圖案，且係實際上於晶圓未解析之圖案。上述輔助圖案係可藉由配置於輔助上述主圖案之所形成之繞射光之位置而提高曝光充裕度，因此可減少散焦時之圖案尺寸(CD)之變動，因此可輔助上述主圖案向晶圓之解析者。上述輔助圖案之寬度或深度為10nm~60nm之範圍內。上述輔助圖案並無特別限定，較佳為寬度或深度為20nm~60nm之範圍內者，尤佳為寬度或深度為30nm~60nm之範圍內者。其原因在於：上述範圍係可一面發揮作為輔助圖案之功能，一面以良好之良率進行製造之範圍。其中，輔助圖案之合適尺寸係根據曝光時之照明條件及主圖案之尺寸等而綜合決定者。
(b)藉由正性色調顯影而轉印至晶圓之圖案
上述半透光膜圖案並無特別限定，亦可為如圖12所示之例般，藉由正性色調顯影(Positive tone development)而將接觸孔或線等微細圖 案轉印至晶圓之半透光膜圖案。此種半透光膜圖案係如圖12所示之例般，形成有於晶圓解析之主圖案、及在輔助上述主圖案之解析的晶圓未解析之輔助圖案，且形成有以將半透光膜之一部分去除之凹狀圖案作為上述主圖案及上述輔助圖案者。上述主圖案係對應於轉印至晶圓之上述微細圖案者。
上述主圖案係將半透光膜之一部分去除之凹狀圖案，且係實際上於晶圓解析之圖案。
上述輔助圖案係將半透光膜之一部分去除之凹狀圖案，且係實際上於晶圓未解析之圖案。上述輔助圖案係輔助如下情況，即藉由上述輔助圖案之所形成之繞射光而將上述主圖案解析於晶圓，而可使曝光充裕度提高，因此可減少散焦時之圖案尺寸(CD)之變動，因此可輔助上述主圖案向晶圓之解析。再者，於正性色調顯影(Positive tone development)之情形下，於上述凹狀圖案間之間隔為10nm~100nm之範圍內，其中為10nm~60nm之範圍內之情形下，亦有產生由超音波清洗引起之圖案缺損之情形。
c.其他構成
關於本發明中之半透光膜圖案之構成，除以上所列舉之方面以外，係與上述「A.遮罩毛胚1.遮罩毛胚之構件(1)半透光膜」之項目所記載之本發明中的半透光膜之構成相同。因此，省略此處之說明。
(2)透明基板
關於本發明中之透明基板之構成，係與上述「A.遮罩毛胚1.遮罩毛胚之構件(2)透明基板」之項目所記載之本發明中的透明基板之構成 相同。因此，省略此處之說明。
(3)遮光膜圖案
作為本發明之相位移遮罩，只要為具有上述透明基板與半透光膜圖案者，則尤其是膜構成、材質、ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)等並無限定，但較佳為進而具有遮光膜圖案，該遮光膜圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜圖案而成為所需之光學密度(OD值)的方式進行調整者。
關於本發明中之遮光膜圖案之構成，除形成為圖案狀之方面以外，係與上述「A.遮罩毛胚1.遮罩毛胚之構件(3)遮光膜」之項目所記載之本發明中的遮光膜之構成相同。因此，省略此處之說明。
(4)其他構件
作為本發明之相位移遮罩，只要為具有上述半透光膜及透明基板者，則無特別限定，可適當加入其他必須之構件。
2.相位移遮罩之構成
繼而，對本發明之相位移遮罩之構成進行說明。本發明之相位移遮罩係上述半透光膜圖案形成於上述透明基板上者。以下，對本發明之相位移遮罩之構成及製造方法進行說明。
(1)相位移遮罩之構成
上述相位移遮罩並無特別限定，但較佳為上述相位移遮罩為負型 之相位移遮罩。
此處，所謂「負型之相位移遮罩」，係指晶圓製程中之負型阻劑製程或負型色調顯影製程所使用者，又，與使用正性阻劑之晶圓製程所使用之相位移遮罩相比，使用白黑反轉之圖案資料而形成半透光膜圖案之相位移遮罩，。
於如下述之「D.使用相位移遮罩之圖案形成體之製造方法」之項目所記載般，使用具有半透光膜之半色調型相位移遮罩，將例如接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之情形下，可藉由負型色調顯影(Negative tone development)而簡單地避免旁瓣現象，而將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓。
根據本發明，上述半透光膜圖案係於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，高於先前者。因此，於負型色調顯影(Negative tone development)中，對應於接觸孔或線等微細圖案之部分之遮光部之邊緣的相位效果變得更大。藉此，可藉由負型色調顯影(Negative tone development)而較先前更容易地將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓。
又，於如下述之「D.使用相位移遮罩之圖案形成體之製造方法」之項目所記載般，使用具有半透光膜之半色調型相位移遮罩，將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之情形下，已知有如下方法：於半色調型相位移遮罩中，由半透光膜，將對應於上述微細圖案之作為實際上解析之部分之主圖案、與鄰近主圖案配置之實際上未解析之輔助圖案一併形成，藉此減少散焦時之圖案尺寸(CD)之變動。
並且，於將具有半透光膜之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓之晶圓製程的尖端技術中，要求形成如上述之主圖案 之寬度或深度成為100nm~300nm之半透光膜圖案。進而，於此情形下，若上述之輔助圖案之寬度或深度過大，則上述之輔助圖案被解析，因此必須將上述之輔助圖案之寬度或深度設為60nm以下。
又，於如本發明般上述相位移遮罩為負型之相位移遮罩之情形下，必須形成上述之主圖案及輔助圖案以作為由半透光膜構成之凸狀圖案。因此，上述之輔助圖案成為寬度或深度為60nm以下且由半透光膜構成之凸狀圖案。並且，習知半透光膜之膜厚係較厚者，因此例如於形成有如該輔助圖案之寬度或深度為60nm以下且由半透光膜構成之凸狀圖案之情形下，於上述相位移遮罩之清洗步驟中，產生由於在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對上述凸狀圖案進行清洗而缺損之圖案缺損。然而，根據本發明，可將上述半透光膜之膜厚設為較習知之半透光膜之膜厚薄的57nm~67nm之範圍內。因此，上述相位移遮罩之寬度或深度為60nm以下且由半透光膜構成之凸狀圖案的高度變得較習知之半色調型相位移遮罩低。藉此，於上述相位移遮罩之清洗步驟中，在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對上述凸狀圖案進行清洗，藉此可避免如此之凸狀圖案缺損之圖案缺損。
關於本發明之相位移遮罩之構成，除特別記載之方面外，係與上述「A.遮罩毛胚2.遮罩毛胚之構成(1)遮罩毛胚之構成」之項目所記載之本發明的遮罩毛胚之構成相同。因此，省略此處之說明。
(2)相位移遮罩之製造方法
本發明之相位移遮罩之製造方法只要為可獲得所需之相位移遮罩之方法，並無特別限定。於相位移遮罩之製造方法之一例中，首先，準備具有上述遮光膜之遮罩毛胚作為本發明之遮罩毛胚。繼而，於上 述遮光膜上塗佈電子束阻劑，藉由電子束繪圖裝置進行圖案曝光，並藉由阻劑專用之顯影液進行顯影，而形成所需形狀之阻劑圖案。繼而，以該所需形狀之阻劑圖案為遮罩，藉由乾式蝕刻裝置，並使用所需之氣體而對上述遮光膜進行乾式蝕刻，而將上述遮光膜加工為下述之半透光膜圖案之形狀。繼而，以加工為下述之半透光膜圖案之形狀之遮光膜為遮罩，對上述半透光膜進行乾式蝕刻而形成半透光膜圖案。繼而，於加工為上述半透光膜圖案之形狀之遮光膜上塗佈電子束阻劑，藉由電子束繪圖裝置進行圖案曝光，並藉由阻劑專用之顯影液進行顯影，而形成所需形狀之阻劑圖案。繼而，以該所需形狀之阻劑圖案為遮罩，藉由乾式蝕刻裝置，使用所需之氣體，對加工為上述半透光膜圖案之形狀之遮光膜進行乾式蝕刻而形成遮光膜圖案。藉此，可獲得本發明之相位移遮罩。
D.使用相位移遮罩之圖案形成體之製造方法
繼而，對使用本發明之相位移遮罩之圖案形成體之製造方法進行說明。使用本發明之相位移遮罩之圖案形成體之製造方法，係使用由上述遮罩毛胚形成的相位移遮罩之圖案形成體之製造方法，其特徵在於：具有使用上述相位移遮罩，並藉由負型色調顯影而形成阻劑圖案之步驟。
圖14係表示使用本發明之相位移遮罩之圖案形成體之製造方法一例之概略步驟圖。關於使用本發明之相位移遮罩之圖案形成體之製造方法，首先，於被加工基板301上直接塗佈正性阻劑組成物、或者隔著中間中介層302而將正性阻劑組成物塗佈於基板上，而形成阻劑膜303(圖14(a))。繼而，使用由本發明之遮罩毛胚形成之相 位移遮罩200，對阻劑膜303進行曝光(圖14(b))。
圖14(b)所示之相位移遮罩200係應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩。圖14(b)所示之相位移遮罩200具有透明基板201與光半透膜圖案202，該半透光膜圖案202係形成於透明基板201上，且僅包含Si及N、或僅包含Si、N、及O之單層構造。關於半透光膜圖案202，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內。又，半透光膜圖案202之膜厚為57nm~67nm之範圍內。進而，半透光膜圖案202具有解析於晶圓上之寬度或深度為100nm~300nm之主圖案202a、及在輔助主圖案202a向晶圓解析之晶圓未解析之寬度或深度為60nm以下的輔助圖案202b。
繼而，藉由有機溶劑，對經曝光之阻劑膜303進行顯影，藉此形成使阻劑膜303之未曝光部分303a溶解並將其去除之阻劑圖案403(圖14(c))。藉此，使用相位移遮罩200，並藉由負型色調顯影而形成阻劑圖案403。
於藉由正性色調顯影(Positive tone development)，並使用具有半透光膜之半色調型相位移遮罩，而將例如接觸孔轉印至晶圓之情形下，接觸孔之邊緣可藉由相位效果而明顯地形成。然而，隨著遠離接觸孔之邊緣，相位效果變小。因此，有如下情況：即便於半透光膜中應遮蔽曝光光之部分，藉由曝光光穿透，從而產生形成接觸孔之部分以外之阻劑膜感光的旁瓣現象。並且，作為防止此種旁瓣現象之方法，有如下方法：於半透光膜上，以於應遮蔽曝光光之部分曝光光不穿透之方式設置遮光膜。然而，於該方法中，就一面維持接觸孔之 邊緣之相位效果一面防止旁瓣現象而言，必須於距接觸孔之邊緣既定距離之位置配置遮光膜。具體而言，必須於進行光學鄰近效應修正(OPC處理)後，基於一定規則而將遮光膜配置於正確之位置。因此，必須進行複雜之資料處理，從而製造半色調型相位移遮罩並不容易。
另一方面，於藉由負型色調顯影(Negative tone development)，並使用具有半透光膜之半色調型相位移遮罩，而將例如接觸孔轉印至晶圓之情形下，照射曝光光之部分之阻劑組成物變得難以溶解。因此，於半色調型相位移遮罩中，對應於接觸孔之部分成為由半透光膜構成之遮蔽曝光光之遮光部。並且，該遮光部之尺寸以晶圓上之尺寸計，僅僅數10nm。因此，於對應於接觸孔之部分之遮光部中，即便曝光光穿透，亦由於邊緣之相位效果，故曝光光干涉從而相互抵消，結果曝光光之強度變為零。因此，應由該遮光部遮蔽曝光光之部分之阻劑組成物不會被曝光。因此，可簡單地避免如上述之旁瓣現象，而將接觸孔轉印至晶圓。
根據本發明，上述半透光膜係於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，高於先前者。因此，於負型色調顯影(Negative tone development)中，對應於如接觸孔之微細圖案的部分之遮光部之邊緣的相位效果變得更大。藉此，可藉由負型色調顯影(Negative tone development)而較先前更容易地將如接觸孔之微細圖案轉印至晶圓。
又，於使用具有半透光膜之半色調型相位移遮罩，而將接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之情形下，已知有如下方法：於半色調型相位移遮罩中，由半透光膜，將對應於上述微細圖案之作為實際上解析之部分的主圖案、與鄰近主圖案配置之實際上未解析之輔助 圖案一併形成。根據該方法，可藉由輔助圖案之所形成之繞射光而輔助主圖案之圖案解析，而使曝光充裕度提高，因此可減少散焦時之圖案尺寸(CD)之變動。
並且，於將具有半透光膜之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓之晶圓製程的尖端技術中，於將上述之接觸孔或線等微細圖案轉印至晶圓之情形下，要求於半色調型相位移遮罩中，形成如上述之主圖案之寬度或深度成為100nm~300nm之半透光膜圖案。進而，於該情形下，上述之輔助圖案之寬度或深度越大，越可更大幅地減少散焦時之圖案尺寸(CD)之變動，但若上述之輔助圖案之寬度或深度過大，則上述之輔助圖案被解析，因此必須將上述之輔助圖案之寬度或深度設為60nm以下。
進而，於藉由正性色調顯影(Positive tone development)，而將具有半透光膜之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓之晶圓製程中，形成上述之主圖案及輔助圖案以作為將半透光膜之一部分去除之凹狀圖案。相對於此，於藉由負型色調顯影(Negative tone development)，而將具有半透光膜之半色調型相位移遮罩之遮罩圖案轉印至晶圓之晶圓製程中，必須形成上述之主圖案及輔助圖案以作為由半透光膜構成之凸狀圖案。因此，上述之輔助圖案成為寬度或深度為60nm以下且由半透光膜構成之凸狀圖案。
並且，習知之半透光膜之膜厚係較厚者，藉由在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對上述凸狀圖案進行清洗而產生如此之凸狀圖案缺損之圖案缺損。
相對於此，本發明之遮罩毛胚之上述半透光膜之膜厚為57nm~67nm的範圍內，較習知之半透光膜之膜厚薄。因此，本發明 之圖案形成體之製造方法所使用之相位移遮罩的成為如上述之凸狀圖案的輔助圖案之高度變得較習知之半色調型相位移遮罩低。因此，關於本發明之圖案形成體之製造方法，因與本發明之遮罩毛胚中所說明者相同之理由，故而在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對如上述之凸狀圖案的輔助圖案進行清洗，藉此可避免成為如上述之凸狀圖案之輔助圖案缺損之圖案缺損。
於本發明中，用於形成阻劑圖案之阻劑組成物只要為可藉由負型色調顯影(Negative tone development)而形成阻劑圖案者，則無特別限定。作為用於形成阻劑圖案之阻劑組成物，可為正性阻劑組成物及負型阻劑組成物中之任一種，但較佳為正性阻劑組成物。其原因在於：正性阻劑組成物之解析性高於負型阻劑組成物。
又，作為正性阻劑組成物，並無特別限定，例如可列舉：東京應化工業(股)製造之TOK 6063等。
進而，於使用正性阻劑組成物之情形下，藉由對正性阻劑組成物進行有機溶劑顯影，而使曝光部分與有機溶劑反應並使其溶解速度降低，使未曝光部分溶解並將其去除，藉此形成阻劑圖案。
再者，本發明並不限定於上述實施形態。上述實施形態係例示，且關於具有實質上與本發明之申請專利範圍所記載之技術思想相同之構成，且發揮相同作用效果者，其任何形態均包含於本發明之技術範圍內。
[實施例]
以下，使用實施例及比較例，對本發明進一步具體地進行說明。
[實施例1]
實施例1係應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩，且係具有透明基板、與形成於上述透明基板上之半透光膜圖案者。又，實施例1之相位移遮罩係進而具有遮光膜圖案者，該遮光膜圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜圖案而成為3的方式進行調整者。
實施例1中，上述半透光膜圖案係僅包含Si3N4者，且係如下述之表3所示，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數成為0.20，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率成為2.70者。藉此，上述半透光膜圖案係為獲得反相位所需之膜厚成為57nm，且ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率成為38%者。
再者，Si3N4於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數成為0.20，Si3N4於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率成為2.70之情況，係記載於非專利文獻(折射率一覽表-用以薄膜測定之折射率值一覽表.[online].[Retrieved on 2014-07-03].Retrieved from the internet：<URL：http：//www.filmetricsinc.jp/refractive-index-database>)中，因此明確上述半透光膜圖案係其ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數成為0.20，ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率成為2.70者。
[實施例2]
實施例2係應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩，且係具有透明基板、與形成於上述透明基板上之半透光膜圖案者。 又，實施例2之相位移遮罩係進而具有遮光膜圖案者，該遮光膜圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜圖案而成為3的方式進行調整者。
於實施例2中，上述半透光膜圖案於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數及折射率之值，係作為如為獲得反相位所需之上述半透光膜圖案之膜厚成為57nm~67nm的範圍內，且上述半透光膜圖案於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率成為15%~38%之範圍內的值，藉由計算而求出者。又，於實施例2中，上述半透光膜圖案係選擇僅包含Si及N之半透光膜圖案(SiN系膜圖案)、或僅包含Si、N、及O之半透光膜圖案(SiON系膜圖案)者。進而，於實施例2中，關於上述半透光膜圖案於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數及折射率之值，係作為僅包含Si及N之半透光膜圖案(SiN系膜圖案)、或僅包含Si、N、及O之半透光膜圖案(SiON系膜圖案)可取得之值而求出者。
於實施例2中，上述半透光膜圖案係僅包含Si及N、或僅包含Si、N、及O者(SiN系膜圖案或SiON系膜圖案)，且係如下述之表3所示般，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數成為0.45，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率成為2.70者。藉此，上述半透光膜圖案係為獲得反相位所需之膜厚成為58nm，且於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率成為15%者。
[實施例3]
實施例3係如下述之表3所示般，於ArF準分子雷射曝光光之波 長下之消光係數成為0.35，ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率成為2.60者，於該方面與實施例2不同。並且，藉此，實施例3之上述半透光膜圖案係為獲得反相位所需之膜厚成為60nm，且於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率成為20%者，於該方面與實施例2不同。實施例3係除該等方面外，與實施例2相同之相位移遮罩。
[實施例4]
實施例4係如下述之表3所示般，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數成為0.30，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率成為2.50者，與實施例2不同。並且，藉此，實施例4之上述半透光膜圖案係為獲得反相位所需之膜厚成為63nm，且於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率成為25%者，與實施例2不同。實施例4係除該等方面外，與實施例2相同之相位移遮罩。
[實施例5]
實施例5係如下述之表3所示般，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數成為0.25，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率成為2.40者，與實施例2不同。並且，藉此，實施例5之上述半透光膜圖案係為獲得反相位所需之膜厚成為67nm，且於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率成為30%者，於該方面與實施例2不同。實施例5係除該等方面外，與實施例2相同之相位移遮罩。
[比較例1]
比較例1係應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩，且係具有透明基板、與形成於上述透明基板上之半透光膜圖案者。又，比較例1之相位移遮罩係進而具有遮光膜圖案者，該遮光膜圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與上述半透光膜圖案合併時成為3的方式進行調整者。
於比較例1中，上述半透光膜圖案係包含MoSiON系者，且係如下述之表3所示般，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數成為0.59，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率成為2.34者。藉此，上述半透光膜圖案係為獲得反相位所需之膜厚成為68nm，且於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率成為6%者。
再者，於上述實施例1~5中，係以遮光膜為Cr系單體之膜為前提，但於如圖6及圖7般，遮光膜為2層或3層之複數層膜之情形下，為了對各膜進行蝕刻而適當選擇蝕刻氣體、蝕刻條件等，藉此可製作上述相同之相位移遮罩。
[評價1]
針對實施例1~5及比較例1之相位移遮罩，藉由模擬而評價曝光充裕度之最大值(max EL)及焦點深度之最大值(max DoF)。具體而言，根據下述之模擬評價條件，使用基爾霍夫(Kirchhoff)法作為求出轉印特性之運算法，並使用Panoramic Technology公司製造之EM-Suite作為模擬軟體而進行計算，藉此進行評價。
<模擬評價條件>
．NA：1.35
．sigma：C-quad 0.95/0.80-30 deg
．極化(polarization)：X/Y
．目標(Target)：60nm HOLE(NTD)
．間距(Pitch)：180、240、300nm
該等NA、sigma、及極化(polarization)係作為轉印該等目標(Target)(60nm HOLE(NTD))及間距(Pitch)(180、240、300nm)之形狀後可實用之有效照明條件而被採用者。將其評價結果示於下述表3。又，於下述之表3中，關於實施例1~5及比較例1之相位移遮罩，表示半透光膜圖案之材質、半透光膜圖案於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率(n)及消光係數(k)、為獲得反相位所需之半透光膜圖案之膜厚(d)、以及半透光膜圖案於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率(trans)。
[評價2]
圖15係表示對應於透光率之OPC偏差值之模擬結果之圖表。
自圖15可知如下情況：於適合1x node之照明系統中，半透光膜之透光率為15%以上之相位移遮罩的OPC偏差值小於比較例1之半透光膜之透光率為6%的相位移遮罩。
[評價3]
圖16係表示如下圖表之圖，該圖表係表示藉由模擬器取得之晶圓上之曝光光強度分佈之XY圖像及曝光光之強度。於圖16中表示之圖表係於下段表示對不同間距之每個相位移遮罩進行計算而獲得之晶圓上之曝光光強度分佈的XY圖像，且於上段，將未通過半透光膜之曝光光之強度設為1.0，於下段所示之曝光光強度分佈之XY圖像之橫軸方向的各位置表示通過相位移遮罩之曝光光之強度。
自圖16可知如下情況：於各間距中，假定半透光膜之透光率為38%之相位移遮罩而計算出之圖像的對比度變得高於假定半透光膜之透光率為6%之相位移遮罩而計算出之圖像的對比度。
[評價4]
圖17-1~圖17-3係以模擬結果表示實施例1及比較例1之相位移遮罩中之圖案轉印時之焦點深度及曝光充裕度的關係之圖表。於圖17-1~圖17-3中，表示關於孔間距(HOLE pitch)為180nm、240nm、及300nm之相位移遮罩，分別將橫軸設為焦點深度(DOF：Depth of Focus)，將縱軸設為曝光充裕度(EL：Exposure Latitude)之圖表。又，將DOF為0nm之情形時之EL(%)示於表4，將EL為10%之情形時之DOF(nm)示於表5。
自圖17-1、表4、及表5可知，於間距為180nm之情形下，關於DOF為0nm之情形之EL，透光率38%之計算結果較透光率6%之計算結果大56%左右，關於EL為10%之情形之DOF，透光率38%之計算結果較透光率6%之計算結果大58%左右。又，自圖17-2、表4、及表5可知，於間距為240nm之情形下，關於DOF為0nm之情形時之EL，亦透光率38%之計算結果較透光率6%之計算結果大65%，關於EL為10%之情形之DOF，亦透光率38%之計算結果較透光率6%之計算結果大71%。進而，自圖17-3、表4、及表5可知，於間距為300nm之情形下，關於DOF為0nm之情形時之EL，亦透光率38%之計算結果較透光率6%之計算結果大66%，關於EL為10%之情形之DOF，亦透光率38%之計算結果較透光率6%之計算結果大85%。
因此，可知關於DOF及EL兩者，透光率38%之計算結果高於透光率6%之計算結果。
[評價5]
圖18係表示假定半透光膜之透光率為38%之相位移遮罩、及半透光膜之透光率為6%之相位移遮罩而計算出的晶圓轉印空中光學影像之對比度之圖表。於圖18中，表示將橫軸設為形成於晶圓之圖案之間距，將縱軸設為圖像對比度之圖表。
自圖18可知，於各形成於晶圓之圖案之間距中，半透光膜之透光率為38%之相位移遮罩之圖像對比度大於半透光膜之透光率 為6%之相位移遮罩。即，表示如下情況：因圖像對比度較大，故即便曝光量變化(於空間圖像中限制電平變化)，形成於晶圓之圖案尺寸之變化量亦較少(EL較大)。
[評價6]
圖19係表示假定半透光膜之透光率為38%之相位移遮罩、及半透光膜之透光率為6%之相位移遮罩而計算出的OPC偏差之圖表。於圖19中，表示將橫軸設為形成於晶圓之圖案之間距，將縱軸設為伴隨著OPC偏差之相位移遮罩之圖案尺寸(CD)之圖表。
自圖19可知，於各形成於晶圓之圖案之間距中，半透光膜之透光率為38%之相位移遮罩之伴隨著OPC偏差之遮罩的圖案尺寸，小於半透光膜之透光率為6%之相位移遮罩。即，表示如下情況：因OPC偏差較小，故而變得可將更微細之圖案形成於晶圓，因此形成於晶圓之圖案之設計自由度變高。
[評價7]
對本發明之相位移遮罩中之半透光膜圖案之耐缺損性進行評價。具體而言，於清洗液中使用超音波對擁有具有約10億條凸狀圖案之半透光膜圖案的相位移遮罩進行清洗之清洗處理前後，藉由遮罩檢測裝置，實施比較檢測。藉此，於清洗處理前後，檢查有無凸狀圖案之缺損，計數凸狀圖案之缺損，並確認凸狀圖案之缺損之尺寸。
耐缺損性之評價係對2種膜厚(60nm及75nm)之半透光膜圖案進行。又，各膜厚之半透光膜圖案之耐缺損性之評價，係針對6種尺寸(寬度×深度=60nm×150nm、60nm×300nm、60nm×600nm、 85nm×150nm、85nm×300nm、及85nm×600nm)之凸狀圖案進行。並且，耐缺損性之評價係於以下所示之清洗條件下進行。再者，超音波條件之2種等級中之高等級係物理去除力為低等級之2倍者。
(清洗條件)
．清洗條件：超音波清洗
．超音波條件：2種等級(低等級及高等級)
．清洗次數：每5次累計
於表6表示針對膜厚為60nm之半透光膜圖案，對清洗處理後有無凸狀圖案之缺損進行檢查而獲得之結果。於表6中，表示每種凸狀圖案之尺寸，根據各超音波條件，是否產生凸狀圖案之缺損。於表6中，將產生凸狀圖案之缺損之情形以×表示，將未產生凸狀圖案之缺損之情形以○表示。
同樣地，於表7中表示針對膜厚為75nm之半透光膜圖案，對清洗處理後有無凸狀圖案之缺損進行檢查而獲得之結果。於表7中，表示每種凸狀圖案之尺寸，根據各超音波條件，是否產生凸狀圖案之缺損。於表7中，將產生凸狀圖案之缺損之情形以×表示，將未產生凸狀圖案之缺損之情形以○表示。
自表6可知，關於膜厚為60nm之半透光膜圖案，於所有尺寸之凸狀圖案中，於兩種超音波條件下未產生凸狀圖案之缺損。另一方面，自表7可知，關於膜厚為75nm之半透光膜圖案，於寬度為60nm之尺寸之凸狀圖案中，於高等級之超音波條件下產生凸狀圖案之缺損。並且，該凸狀圖案之缺損之產生率為數ppb~數十ppb。
自上述結果可知，於如實施例3之相位移遮罩中之半透光膜圖案般，半透光膜圖案之膜厚為60nm(57nm~67nm之範圍內)之情形下，在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對寬度或深度為60nm(60nm以下)且由半透光膜構成的凸狀圖案進行清洗，藉此可避免如此之凸狀圖案缺損之圖案缺損。另一方面，可知於半透光膜圖案之膜厚為75nm(57nm~67nm之範圍外)之情形下，藉由在清洗液中使用具有較強去除力之超音波對寬度或深度為60nm(60nm以下)之由半透光膜構成的凸狀圖案進行清洗，無法避免如此之凸狀圖案缺損之圖案缺損。
100‧‧‧遮罩毛胚
101‧‧‧透明基板
102‧‧‧半透光膜

Claims (20)

  1. 一種遮罩毛胚，其係用以製造應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩者，其特徵在於：具有透明基板與半透光膜，該半透光膜係形成於上述透明基板上，為僅包含Si及N且不含金屬之半透光膜，或僅包含Si、N、及O且不含金屬之半透光膜，且上述半透光膜，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，進而膜厚為57nm~67nm之範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項之遮罩毛胚，其中，上述半透光膜係直接形成於上述透明基板上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之遮罩毛胚，其中，進而具有遮光膜，該遮光膜係形成於上述半透光膜上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜而成為所需之光學密度(OD值)的方式進行調整者。
  4. 如申請專利範圍第3項之遮罩毛胚，其中，上述遮光膜具有包含光吸收層之單層構造，上述光吸收層係形成於上述半透光膜上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能。
  5. 如申請專利範圍第3項之遮罩毛胚，其中，上述遮光膜具有包含光吸收層與硬質遮罩層之2層構造，上述光吸收層係形成於上述半透光膜上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能、及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能；上述硬質遮罩層係形成於上述光吸 收層上，且具有對上述光吸收層之蝕刻阻障功能。
  6. 如申請專利範圍第3項之遮罩毛胚，其中，上述遮光膜具有包含蝕刻阻障層、光吸收層及硬質遮罩層之3層構造，上述蝕刻阻障層係形成於上述半透光膜上，且具有對上述半透光膜之蝕刻阻障功能；上述光吸收層係形成於上述蝕刻阻障層上，且具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能；上述硬質遮罩層係形成於上述光吸收層上，且具有對上述光吸收層之蝕刻阻障功能。
  7. 如申請專利範圍第6項之遮罩毛胚，其中，上述光吸收層包含矽(Si)單質。
  8. 如申請專利範圍第3項之遮罩毛胚，其中，上述遮光膜係以其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜而成為3.0以上之方式進行調整者。
  9. 一種附有負型阻劑膜之遮罩毛胚，其特徵在於具有：申請專利範圍第1至8項中任一項之遮罩毛胚、與形成於上述遮罩毛胚上之負型阻劑膜。
  10. 一種相位移遮罩，其係應用ArF準分子雷射曝光光之半色調型之相位移遮罩，其特徵在於：具有透明基板與半透光膜圖案，該半透光膜圖案係形成於上述透明基板上，為僅包含Si及N且不含金屬之半透光膜圖案，或僅包含Si、N、及O且不含金屬之半透光膜圖案，且上述半透光膜圖案，其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之消光係數為0.2~0.45之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之折射率為2.3~2.7之範圍內，於ArF準分子雷射曝光光之波長下之透光率為15%~38%之範圍內，進而膜厚為57nm~67nm之範圍 內。
  11. 如申請專利範圍第10項之相位移遮罩，其中，上述半透光膜圖案具有寬度或深度為60nm以下之凸狀圖案。
  12. 如申請專利範圍第10項之相位移遮罩，其中，上述半透光膜圖案具有於晶圓解析之主圖案、及在輔助上述主圖案之解析晶圓未解析之輔助圖案，且上述輔助圖案係寬度或深度為60nm以下之凸狀圖案。
  13. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之相位移遮罩，其中，上述半透光膜圖案係直接形成於上述透明基板上。
  14. 如申請專利範圍第10項之相位移遮罩，其中，上述相位移遮罩係負型之相位移遮罩。
  15. 如申請專利範圍第10項之相位移遮罩，其中，進而具有遮光膜圖案，該遮光膜圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且以ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜圖案而成為所需之光學密度(OD值)的方式進行調整者。
  16. 如申請專利範圍第15項之相位移遮罩，其中，上述遮光膜圖案具有包含光吸收層圖案之單層構造，上述光吸收層圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且具有對上述半透光膜圖案之蝕刻阻障功能、及對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能。
  17. 如申請專利範圍第15項之相位移遮罩，其中，上述遮光膜圖案具有包含蝕刻阻障層圖案、與光吸收層圖案之2層構造，上述蝕刻阻障層圖案係形成於上述半透光膜圖案上，且具有對上述半透光膜圖案之蝕刻阻障功能；上述光吸收層圖案係形成於上述蝕刻阻障層圖案上，且具有對ArF準分子雷射曝光光之光吸收功能。
  18. 如申請專利範圍第17項之相位移遮罩，其中，上述光吸收層圖案包含矽(Si)單質。
  19. 如申請專利範圍第15項之相位移遮罩，其中，上述遮光膜圖案係以其於ArF準分子雷射曝光光之波長下之光學密度(OD值)在與併入上述半透光膜圖案而成為3.0以上的方式進行調整者。
  20. 一種圖案形成體之製造方法，其係使用由申請專利範圍第1至8項中任一項之遮罩毛胚形成之相位移遮罩的圖案形成體之製造方法，其特徵在於具有以下步驟：使用上述相位移遮罩，並藉由負型色調顯影而形成阻劑圖案之步驟。
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