[发明专利]掩模坯料、转印用掩模的制造方法、及半导体器件的制造方法

说明书

本发明的课题在于，提供能够使掩模图案、硬掩模图案进一步微细化、以及能够提高图案品质的掩模坯料，为了解决该课题，本发明的掩模坯料(100)具备在透光性基板(1)上依次层叠有图案形成用薄膜(3)和硬掩模膜(4)的结构，该掩模坯料(100)如下所述地构成：上述硬掩模膜(4)的通过X射线光电子能谱法进行分析而得到的Si2p窄谱在103eV以上的键能具有最大峰，通过X射线光电子能谱法进行分析而得到的N1s窄谱的最大峰为检测下限值以下，硅与氧的含有比率(原子％)Si:O小于1:2。

技术领域

本发明涉及掩模坯料、使用该掩模坯料的转印用掩模的制造方法、以及使用由该掩模坯料制造的转印用掩模的半导体器件的制造方法。

背景技术

作为半色调型相移掩模的掩模坯料，以往已知一种掩模坯料，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(硬掩模膜)的结构(例如参照专利文献1)。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，进一步将遮光膜的图案作为掩模，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：国际公开第2004/090635号公报

专利文献2：日本专利第6158460号公报

发明内容

发明所要解决的问题

对于如专利文献1中记载那样的掩模坯料而言，要求由铬类化合物形成的遮光膜具备使透过相移膜的曝光光降低至给定值以下的光量的遮光性能。由该掩模坯料制作相移掩模时，在遮光膜形成包含遮光带的图案。而且，要求通过相移膜与遮光膜的层叠结构来满足给定的光密度。同时，要求该遮光膜在通过利用氟类气体的干法蚀刻对相移膜进行图案化而形成相移图案时作为蚀刻掩模发挥功能。在相移掩模的完成阶段，一般在遮光膜形成遮光图案等比较稀疏的图案。然而，在由掩模坯料制造相移掩模的过程中，遮光膜必须在对相移膜形成相移图案时作为蚀刻掩模发挥功能，所述相移图案为微细的转印图案。因此，期望在遮光膜中也能够以高尺寸精度形成微细图案。

在包含铬类材料的遮光膜的干法蚀刻中，使用氯类气体与氧气的混合气体(含有氧的氯类气体)作为蚀刻气体。一般而言，使用该含有氧的氯类气体作为蚀刻气体的干法蚀刻的各向异性蚀刻的倾向小且各向同性蚀刻的倾向大。

一般来说，在通过干法蚀刻在图案形成用薄膜上形成图案的情况下，不仅对膜的厚度方向的蚀刻进行，而且对形成于薄膜的图案的侧壁方向的蚀刻、即所谓的侧向蚀刻也进行。为了抑制该侧向蚀刻的进行，以往采取的是在进行干法蚀刻时，从形成有薄膜的基板的主表面的相反侧施加偏压，控制蚀刻气体更多地接触膜的厚度方向。在使用氟类气体这样的成为离子性的等离子体的倾向大的蚀刻气体的离子主体的干法蚀刻的情况下，由施加偏压带来的蚀刻方向的控制性高，蚀刻的各向异性提高，因此，能够使蚀刻的薄膜的侧向蚀刻量变得微小。

另一方面，在利用含有氧的氯类气体的干法蚀刻的情况下，氧气成为自由基性的等离子体的倾向高，因此，由施加偏压带来的蚀刻方向的控制效果小，难以提高蚀刻的各向异性。因此，在通过使用含有氧的氯类气体的干法蚀刻在包含铬类材料的遮光膜上形成图案的情况下，侧向蚀刻量容易变大。

在将由有机类材料形成的抗蚀图案作为蚀刻掩模并通过使用了含有氧的氯类气体的干法蚀刻对铬类材料的遮光膜进行图案化的情况下，抗蚀图案从上方被蚀刻而减退。此时，抗蚀图案的侧壁方向也被蚀刻而减退。因此，预先预估由侧向蚀刻导致的减退量而设计形成于抗蚀膜的图案的宽度。此外，也预估铬类材料的遮光膜的侧向蚀刻量而设计形成于抗蚀膜的图案的宽度。