[发明专利]掩模坯料、转印用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(100)，利用由氮化硅系材料形成的单层膜构成的遮光膜(2)具有对于ArF曝光用光的较高的遮光性能，并且能够降低遮光膜的图案的EMF偏差。掩模坯料在透光性基板(1)上具备遮光膜。遮光膜对于ArF曝光用光的光学浓度为3.0以上。遮光膜对于ArF曝光用光的折射率n及衰减系数k同时满足以下的式(1)、式(2)和式(3)所限定的关系，n≦0.0733×ksupgt;2/supgt;+0.4069×k+1.0083···式(1)，n≧0.0637×ksupgt;2/supgt;－0.1096×k+0.9585···式(2)，n≧0.7929×ksupgt;2/supgt;－2.1606×k+2.1448···式(3)。

本申请是申请日为2018年2月28日，申请号为201880016943.X，发明名称为“掩模坯料、转印用掩模及半导体器件的制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及掩模坯料、使用该掩模坯料制造的转印用掩模及使用了转印用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，采用光刻法进行微细图案的形成。另外，在该微细图案的形成中，通常使用多张转印用掩模。将半导体器件的图案进行微细化时，不仅需要形成于转印用掩模的掩模图案的微细化，还需要光刻中使用的曝光用光源的波长的短波长化。就半导体器件制造时使用曝光用光源而言，近年来从KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波长193nm)的短波长化不断发展。

转印用掩模中的一种是半色调型相移掩模。半色调型相移掩模的相移膜中广泛使用硅化钼(MoSi)系材料。但是，如专利文献1中所公开，近年来判明MoSi系膜对于ArF准分子激光的曝光用光(以下，称为ArF曝光用光)的耐性(所谓的ArF耐光性)较低。在专利文献1中，对于形成了图案之后的MoSi系膜进行等离子处理、UV照射处理或加热处理，在MoSi系膜的图案的表面形成钝态膜，由此，提高ArF耐光性。

另一方面，专利文献2公开有具备由SiN构成的相移膜的相移掩模，专利文献3记载了已确认到由SiN构成的相移膜具有较高的ArF耐光性。

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7-159981号公报

专利文献3：(日本)特开2014-137388号公报

发明内容

发明所要解决的课题

转印用掩模中的ArF耐光性的问题不限于相移掩模，在二元掩模中也会产生。近年来，对于二元掩模的遮光图案的微细化不断发展。以往广泛使用的铬系材料的遮光膜通过各向异性较低的蚀刻气体(氯系气体与氧气的混合气体)的干法蚀刻进行构图，因此，难以应对微细化的要求。因此，近年来，用于制造二元掩模的掩模坯料的遮光膜中开始使用硅化钼系材料。但是，如上所述，过渡金属硅化物系材料的薄膜存在ArF耐光性低的问题。为了解决该问题，与相移膜的情况一样，将氮化硅系材料应用于二元掩模的遮光膜是最简单的方法。二元掩模的遮光膜要求对于ArF曝光用光的较高的遮光性能(例如，对于ArF曝光用光的光学浓度(OD)为3.0以上)。另外，与相移膜相比，二元掩模的遮光膜对于ArF曝光用光的表面反射率(与遮光膜的基板相反侧的表面的反射率)及背面反射率(遮光膜的基板侧的表面的反射率)容易变高。在以往的铬系材料及过渡金属硅化物系材料的遮光膜的情况下，将遮光膜设为遮光层与防反射层的层叠结构，以此降低对于ArF曝光用光的表面反射率及背面反射率。与铬系材料及过渡金属硅化物系材料相比，氮化硅系材料对于ArF曝光用光的遮光性能低。