[发明专利]掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法以及半导体器件的制造方法

说明书

本发明的目的在于，提供能够抑制相移膜的图案的热膨胀、并且能够抑制起因于该热膨胀的该图案的移动的具备相移膜的掩模坯料。该相移膜具有下述功能：使KrF准分子激光的曝光光以2％以上的透射率透过的功能、和使透过相移膜后的曝光光和仅在与相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差的功能，相移膜包含从透光性基板侧起依次层叠有下层及上层的结构，将下层在曝光光的波长下的折射率设为n_L、将上层在曝光光的波长下的折射率设为n_U时，满足n_L＞n_U的关系，将下层在曝光光的波长下的消光系数设为k_L、将上层在曝光光的波长下的消光系数设为k_U时，满足k_L＞k_U的关系，将下层的厚度设为d_L、将上层的厚度设为d_U时，满足d_L＜d_U的关系。

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及其制造方法。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

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。另外，该微细图案的形成中通常要使用多片的被称为转印用掩模的基板。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。作为制造半导体装置时的曝光光源，近年来，正在由KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波长193nm)而发展为短波长化。

在专利文献1中，公开了一种在透明基板的表面具备半透光膜的相移掩模，所述半透光膜包含氮化了的钼及硅(MoSiN系材料)的薄膜。另外公开了该半透光膜具有下述功能：使KrF准分子激光的曝光光以实质上对曝光没有帮助的强度透过的功能、和使透过该半透光膜后的曝光光的相位移动的功能。

在专利文献2中，公开了一种具备适于ArF准分子激光的曝光光的相移膜的掩模坯料。该相移膜具有：使ArF准分子激光的曝光光以给定的透射率透过的功能、和相对于透过该相移膜的曝光光产生给定的相位差的功能。除此以外，该相移膜具有对于ArF准分子激光的曝光光的背面反射率变高的功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2966369公报

专利文献2：日本专利第6058757公报

发明内容

发明要解决的问题

半色调型相移掩模(以下简称为相移掩模)的相移膜必须兼具：使曝光光以给定的透射率透过的功能、和使透过该相移膜内的曝光光和仅在与该相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的曝光光之间产生给定的相位差的功能。最近，半导体器件的微细化得到进一步发展，也开始了多重图案化技术等曝光技术的应用。对用于制造1个半导体器件的转印用掩模组中的各转印用掩模彼此的重合精度的要求变得越来越严格。因此，在相移掩模的情况下，对抑制相移膜的图案(相移图案)的热膨胀、从而抑制起因于该热膨胀的相移图案的移动的要求也越来越高。

在专利文献2中，将相移掩模设置于曝光装置并从透光性基板侧受到ArF准分子激光的曝光光的照射时，也使得薄膜图案的背面反射率(透光性基板侧的反射率)比以往相比得到了提高。该发明通过使背面反射率比以往更高来降低薄膜吸收曝光光的光能而转换的热、从而抑制伴随着透光性基板的热膨胀的薄膜图案的错位的发生。