光掩模坯以及光掩模的制备方法与流程

本发明涉及光掩模坯和制备光掩模的方法，将该光掩模坯加工为半导体集成电路等的制造中使用的光掩模。

背景技术：

将半导体集成电路用于各种用途时，为了增加集成密度并且节约电力消耗，需要较精细的电路设计。在将光掩模用于电路形成的光刻技术方面，将小型化技术的发展从45nm节点提升至32nm节点并且进一步提升至20nm节点以下。为了打印较精细尺寸的图像，将较短波长的光源用于曝光。在目前先进的商业工艺中，已使光源从krf准分子激光(248nm)过渡到arf准分子激光(193nm)。为了打印较精细尺寸的图像，超分辨率技术在不断发展。例如，使用浸没式光刻、变形照明和补充图案。关于光刻中使用的光掩模，不仅开发了由透光部分和遮光部分组成的二元光掩模，而且开发了利用光学干涉的相移光掩模，其包括半色调相移掩模、levenson相移掩模和无铬相移掩模。

作为光掩模的前体的光掩模坯基本上具有如下结构：在透射曝光光的透明基板上形成无机膜例如用于遮蔽曝光光的遮光膜和用于改变曝光光的相位的相移膜。通过将无机膜例如遮光膜和其上的相移膜图案化，从而由光掩模坯制备光掩模。作为无机膜，例如，常常使用遮光膜、含有铬的铬系膜或者含有钼和硅的钼硅系膜。此外，作为能够减小由电磁场(emf)效应引起的emf偏压的膜，也已知硅单质的膜。

引用列表

专利文献1：jp-a2014-191176

专利文献2：jp-bs59-139033

技术实现要素：

遮光膜应具有足以提供预定的遮光程度的厚度。遮光膜为含硅膜时，对于较精细尺寸的加工，重要的是减小遮光膜的厚度以确保加工的容易性并且增加蚀刻速率。随着蚀刻速率增加，例如，能够减小用于图案形成的抗蚀剂膜的厚度。即使在该遮光膜上形成硬掩模膜时，也能够减小该硬掩模膜的厚度，并且这转而能够将用于加工该硬掩模膜的抗蚀剂膜的厚度减小。因此，需要在图案形成中可更为容易地加工的含硅膜。

本发明的目的是提供具有薄且可有效地加工的含硅遮光膜的光掩模坯、以及由该光掩模坯制备光掩模的方法。

关于包括透明基板和其上设置的遮光膜的光掩模坯，本发明人已发现当该遮光膜为含有硅和氮、但不含过渡金属的膜，并且该遮光膜由单层或多层构成，该单层或多层包括遮光层，该遮光层含有硅和氮，不含过渡金属，并且基于硅和氮的合计，具有3-50at％的氮含量时，获得较好的结果。于是，该遮光膜薄并且具有增大的蚀刻速率(有助于加工的容易性)。

一方面，本发明提供光掩模坯，其包括透明基板和其上设置的遮光膜，该遮光膜含有硅和氮，但不含过渡金属。该遮光膜由单层或多层构成，并且该单层或该多层中的一层为遮光层，该遮光层含有硅和氮，不含过渡金属，并且基于硅和氮的合计，具有3-50at％的氮含量。

优选地，该遮光层由硅和氮组成。

在一个优选的实施方案中，该遮光膜由单层构成，该单层为该遮光层。

在另一优选的实施方案中，该遮光膜由多层构成，该多层为该遮光层和减反射层，该减反射层含有硅和氮，不含过渡金属。优选地，该减反射层的硅含量低于该遮光层的硅含量，并且该减反射层具有43-60at％的硅含量和40-57at％的氮含量。典型地，该减反射层具有30nm以下的厚度。

在又一优选的实施方案中，该遮光膜由多层构成，该多层为该遮光层和组成渐变层，该组成渐变层含有硅和氮，不含过渡金属，具有在厚度方向上连续地渐变的组成。优选地，该组成渐变层具有30nm以下的厚度。也优选地，该组成渐变层为减反射层，该减反射层在该遮光层的远离该基板的一侧设置并且在组成上渐变以使硅含量在远离该基板的方向上连续地减小。典型地，该减反射层在其远离该基板的表面处具有43-60at％的硅含量和40-57at％的氮含量。

优选地，该遮光膜具有70nm以下的厚度。

该光掩模坯可进一步包括：硬掩模膜，该硬掩模膜与该遮光膜的远离该基板的表面邻接地设置，并且具有与该遮光膜不同的蚀刻性能；蚀刻阻挡膜，该蚀刻阻挡膜与该遮光膜的接近该基板的表面邻接地设置，并且具有与该遮光膜不同的蚀刻性能；或相移膜。

该光掩模坯典型地旨在与来自arf准分子激光的曝光光一起使用。

也提供通过使用上述的光掩模坯来制备光掩模的方法。

本发明的有利效果

本发明的光掩模坯具有薄且可有效地加工的含硅遮光膜。

附图说明

图1为本发明的一个实施方案中的光掩模坯的横截面图。

图2为本发明的另一个实施方案中的光掩模坯的横截面图。

图3a为表示实验中沉积的膜的厚度对组成的坐标图，并且图3b为表示实验中沉积的膜的蚀刻速率对组成的坐标图。

图4示意地表示实验中使用的干蚀刻系统。

具体实施方式

本发明的一个实施方案为光掩模坯，其包括透明基板和其上设置的遮光膜。该遮光膜由含有硅和氮、但不含过渡金属的材料形成。该遮光膜由单层或多层构成。该单层或该多层中的一层为遮光层，该遮光层含有硅和氮，不含过渡金属，并且基于硅和氮的合计，具有3-50at％的氮含量。具有该构成时，可以在使该膜保持预定的光密度(od)的同时减小厚度，并且使蚀刻速率加速。不含过渡金属的膜完全耐受激光辐照，以致可如下制备光掩模：即使以至少30kj/cm²、特别地至少40kj/cm²的累积曝光剂量照射曝光光时，其也经历最小的线宽变动。

该透明基板典型地为对于通常使用的曝光光的波长透明的石英基板，尽管对该基板的种类和尺寸并无特别限制。优选semi标准中规定的称为6025基板的6英寸见方且25密耳厚的透明基板、或者以si单位表示时152mm见方且6.35mm厚的透明基板。

在该光掩模坯中，遮光膜中包括的遮光层具有优选地至少5at％、更优选地至少10at％、进一步优选地至少13at％、并且优选地45at％以下、更优选地40at％以下、进一步优选地35at％以下的氮含量，基于硅和氮的合计。优选地，该遮光膜由硅和氮组成，即，sin膜。作为遮光膜的单层或多层中的一层的遮光层应优选具有至少70at％、更优选地至少80at％、进一步优选地至少90at％的硅和氮的总含量，基于该层，并且最优选由硅和氮组成，即，sin层。

一个实施方案中，该遮光膜为单层。将具有单层遮光膜的一个例示性光掩模坯示于图1中，其包括在透明基板1上形成的单层遮光膜2。在该遮光膜为单层的实施方案中，其由一个遮光层构成。单层结构的遮光膜确保形成令人满意的轮廓的图案。如果该遮光膜由硅单独组成，则其具有高反射率。这种情况下，为了减小反射率，必须设置具有低遮光水平的减反射层。但是，在本发明的光掩模坯中，即使当该遮光膜为单层时，通过增加该遮光膜的氮含量，也可使该遮光膜相对于曝光光的反射率较低。尤其是该遮光层(即，遮光膜)由不含氧的材料、特别是由硅和氮组成的材料(即，sin)形成时，获得如下的优点：能够进一步使该遮光膜的厚度减小。

另一实施方案中，该遮光膜由多层(即，两层、三层或更多层)构成。例如，该遮光膜为多层结构时，除了该遮光层以外，可包括含有硅和氮、但不含过渡金属的减反射层。优选地，该遮光膜由该遮光层和该减反射层组成。将具有由遮光层和减反射层组成的双层遮光膜的一个例示性光掩模坯示于图2，其包括透明基板1和由在基板1上以所述顺序设置的遮光层21和减反射层22组成的遮光膜2。尽管未示出，可将减反射层设置在遮光层21的接近基板1的一侧(下侧)。该遮光膜也可在遮光层21的接近基板1的一侧(下侧)包括粘合改善层。

优选地，该减反射层的硅含量低于该遮光层的硅含量。也优选地，该减反射层具有43-60at％的硅含量和40-57at％的氮含量。尽管该减反射层可含有氧，但优选该遮光层和该减反射层都由不含氧的材料、特别是由硅和氮组成的材料(即，sin)形成，原因在于能够使该遮光膜的厚度减小。该减反射层的厚度优选为该遮光膜的总厚度的40％以下，更优选为该遮光膜的总厚度的30％以下。具体地，该减反射层具有30nm以下、更优选地20nm以下、进一步优选地10nm以下的厚度，原因在于能够使该遮光膜的整体厚度减小。典型地，该减反射层的厚度可以为至少2nm。

优选地，该多层遮光膜中包括的遮光层和另一层之间的组成差异较小，原因在于否则通过蚀刻在层之间形成台阶。具体地，该多层遮光膜中包括的遮光层和另一层优选为遮光层和组成渐变层的组合，该组成渐变层含有硅和氮，不含过渡金属，具有在厚度方向上连续地渐变的组成。术语“组成上渐变”是指在厚度方向上连续地增加或减小或者组合地增加和减小的组成(或含量)。该组成渐变层的厚度优选为该遮光膜的总厚度的40％以下，更优选为30％以下。具体地，该组成渐变层的厚度优选为30nm以下，更优选为20nm以下，进一步优选为10nm以下，原因在于能够使该遮光膜的整体厚度减小。典型地，该组成渐变层的厚度可以为至少2nm。

光掩模坯中，该遮光膜相对于曝光光的反射率可以抑制为低达50％以下，特别是40％以下。特别是为了减小该遮光膜的反射率，优选该减反射层为组成渐变层，该减反射层在该遮光层的远离该透明基板的表面上设置，并且具有在远离该基板的厚度方向上连续地减小的硅含量。从反射率减小和避免蚀刻引起的台阶形成的观点出发，更优选该减反射层在其远离该基板的表面上具有43-60at％的硅含量和40-57at％的氮含量。

该遮光膜优选尽可能地薄。具体地，该遮光膜具有优选地70nm以下、更优选地60nm以下、进一步优选地55nm以下的厚度。典型地，该遮光膜的厚度为至少35nm，优选地至少40nm。

优选通过能够以简单的方式形成均质的膜的溅射法沉积构成该遮光膜的每个含有硅和氮、但不含过渡金属的层。可采用dc溅射或rf溅射。可根据层的配置和组成来适当地选择靶和溅射气体。适合的靶为含硅靶，其包括硅靶(或si靶)、氮化硅靶、和含有硅和氮化硅的靶。这些中，优选硅系靶，例如，具有至少90at％的硅含量的靶，最优选硅靶。可通过使用含氮气体作为反应气体并且调节反应溅射过程中这样的气体的流量来调节氮的含量。适合的反应气体为氮气(n2气)。溅射气体中，可将稀有气体例如氦、氖或氩气用作惰性气体。优选的惰性气体为氩气。溅射压力典型地为0.01-10pa，优选为0.03-0.1pa。

本发明的光掩模坯可以通过在透明基板上形成遮光膜而制备。一旦形成遮光膜，可以在比由该光掩模坯制造光掩模的过程中的图案形成步骤中使用的温度高的温度，例如，至少150℃下对其进行热处理。热处理气氛可以是惰性气体气氛例如氦气或氩气或者含氧气氛例如氧气气氛、或者甚至真空。

为了抑制膜的质量的任何变化，该遮光膜可以包括表面氧化层作为最外层(该膜的远离基板的表面侧)。该表面氧化层可以具有至少20at％的氧含量，甚至至少50at％的氧含量也是可接受的。该表面氧化层可以通过气氛或空气氧化或者强制氧化处理而形成。强制氧化处理的实例包括使用臭氧气体或臭氧水对硅系材料膜的处理、通过烘箱加热在含氧气氛例如氧气气氛中在300℃或更高对膜的加热、灯退火或激光加热、和通过溅射形成氧化膜。该表面氧化层优选具有10nm以下、更优选地5nm以下、进一步优选地3nm以下的厚度。只要其厚度为至少1nm，该氧化层就发挥其效果。尽管该表面氧化层也可以在溅射步骤过程中通过增加溅射气体中氧的量而形成，但为了形成缺陷较少的层，优选沉积后的气氛氧化或氧化处理。

将该光掩模坯限定为在透明基板上具有遮光膜。一个实施方案中，在透明基板上只形成遮光膜。在另一实施方案中，可在该遮光膜的远离基板的表面上(优选地，与该遮光膜相邻地)形成用于加工该遮光膜的硬掩模膜(或蚀刻掩模膜)。优选包括该硬掩模膜，原因在于其使得能形成较薄的抗蚀剂层并因此能精确地形成较精细的图案。

该硬掩模膜可以是具有与该遮光膜不同的蚀刻性能的膜，优选为耐受使用氟系气体的氟系干蚀刻(应用于含硅材料的蚀刻)并且适合于使用含氧的氯系气体(氯氧气)的氯系干蚀刻的膜，更优选为含铬材料的膜。该硬掩模膜可以具有单层或多层结构。该含铬材料的实例包括铬单质、氧化铬(cro)、氮化铬(crn)、碳化铬(crc)、氧氮化铬(cron)、氧碳化铬(croc)、氮化碳化铬(crnc)、氧氮化碳化铬(cronc)和其他铬化合物。

该硬掩模膜为含铬材料时，其优选具有至少30at％、更优选地至少35at％且100at％以下、更优选地99at％以下、进一步优选地90at％以下的铬含量。该含铬材料具有至少0at％且60at％以下、优选地40at％以下的氧含量、至少0at％且50at％以下、优选地40at％以下的氮含量、和至少0at％且30at％以下、优选地20at％以下的碳含量。铬、氧、氮和碳的合计含量优选为至少95at％，更优选至少99at％，特别地100at％。该硬掩模膜典型地具有1-30nm、优选地2-20nm的厚度。在形成该遮光膜的图案后可以将该硬掩模膜完全地除去。或者，在形成该遮光膜的图案后可以将该硬掩模膜部分地或全部地残留，于是其作为辅助遮光膜或导电膜发挥功能。

在另一实施方案中，可在该遮光膜的邻近透明基板的表面上(即，基板与该遮光膜之间)、优选地与该遮光膜邻接地形成蚀刻阻挡膜。优选包括该蚀刻阻挡膜，原因在于其使得能精确地控制蚀刻。可将该蚀刻阻挡膜和该硬掩模膜组合使用。该蚀刻阻挡膜也可用作相对于下方基板的蚀刻掩模膜或者用作相对于相移膜(如果有的话)的蚀刻掩模膜。

该蚀刻阻挡膜可以是具有与该遮光膜不同的蚀刻性能的膜，优选为耐受使用氟系气体的氟系干蚀刻(应用于含硅材料的蚀刻)并且适合于使用含氧的氯系气体(氯氧气)的氯系干蚀刻的膜，更优选为含铬材料的膜。该蚀刻阻挡膜可以具有单层或多层结构。该含铬材料的实例包括铬单质、氧化铬(cro)、氮化铬(crn)、碳化铬(crc)、氧氮化铬(cron)、氧碳化铬(croc)、氮化碳化铬(crnc)、氧氮化碳化铬(cronc)和其他铬化合物。

该蚀刻阻挡膜为含铬材料时，其优选具有至少30at％、更优选地至少35at％且100at％以下、更优选地99at％以下、进一步优选地90at％以下的铬含量。该含铬材料具有至少0at％且60at％以下、优选地55at％以下的氧含量、至少0at％且50at％以下、优选地40at％以下的氮含量、和至少0at％且30at％以下、优选地20at％以下的碳含量。铬、氧、氮和碳的合计含量优选为至少95at％，更优选至少99at％，特别地100at％。该蚀刻阻挡膜典型地具有1-20nm、优选地2-10nm的厚度。

含铬材料的膜可以通过反应溅射法沉积，该反应溅射法使用靶例如铬靶或者具有添加到其中的氧、氮和碳中的一种或多种的铬靶，和包括稀有气体(惰性气体)例如氦、氖或氩气的溅射气体，和根据待沉积的膜的所需组成选自含氧气体、含氮气体和含碳气体中的反应气体。

本发明的光掩模坯可以进一步包括相移膜，其典型地设置在透明基板与遮光膜之间。包括相移膜的光掩模坯可采取各种结构，包括：在透明基板上依次形成相移膜和遮光膜的结构、在透明基板上依次形成相移膜、遮光膜和硬掩模膜的结构、在透明基板上依次形成相移膜、蚀刻阻挡膜和遮光膜的结构、和在透明基板上依次形成相移膜、蚀刻阻挡膜、遮光膜和硬掩模膜的结构。

该相移膜可以是完全透射相移膜或半色调相移膜(例如，具有5-30％的透射率)。该相移膜优选易于氟系干蚀刻，更优选为含硅材料的膜。该相移膜可以具有单层或多层结构。含硅材料的实例包括含硅化合物，例如，含有硅、以及氧和氮中的至少一种的含硅化合物，例如氧化硅(sio)、氮化硅(sin)和氧氮化硅(sion)，以及过渡金属硅化合物，例如，含有过渡金属(me)、硅、以及氧、氮和碳中的至少一种的过渡金属硅化合物，例如过渡金属硅的氧化物(mesio)、过渡金属硅的氮化物(mesin)、过渡金属硅的碳化物(mesic)、过渡金属硅的氧氮化物(mesion)、过渡金属硅的氧碳化物(mesioc)、过渡金属硅的氮化碳化物(mesinc)、和过渡金属硅的氧化氮化碳化物(mesionc)。过渡金属(me)优选为钛(ti)、钒(v)、钴(co)、镍(ni)、锆(zr)、铌(nb)、钼(mo)、铪(hf)、钽(ta)和钨(w)的至少一种。其中，从干蚀刻的观点出发，优选钼(mo)。该相移膜具有的厚度使得相对于光掩模使用时的曝光光提供通常150-200°、优选地170-190°、更优选地175-185°、最优选地大约180°的相移。

含硅材料的膜可以通过反应溅射法沉积，该反应溅射法使用靶例如硅靶、过渡金属靶或过渡金属硅靶，和包括稀有气体(惰性气体)例如氦、氖或氩气的溅射气体，和根据待沉积的膜的所需组成选自含氧气体、含氮气体和含碳气体中的反应气体。

使光掩模坯、特别是光掩模经受的曝光光(即，用于经过光掩模曝光的光)优选为波长250nm以下、特别地200nm以下的光，典型地为arf准分子激光(波长193nm)或f2激光(157nm)，最优选arf准分子激光(波长193nm)。

优选地，构成该光掩模坯以致由该光掩模坯形成光掩模完成后在基板上残留的包括该遮光膜在内的全部膜相对于该曝光光可以具有至少2.3、优选地至少2.5、更优选地至少2.8、最优选地至少3.0的光密度(od)。要在基板上残留的膜只是遮光膜时，单独的遮光膜应优选具有该范围内的od。要在基板上残留的膜包括遮光膜和另一个膜例如蚀刻阻挡膜和/或相移膜、或硬掩模膜时，全部膜应优选具有该范围内的od。

可通过常规方法由本发明的光掩模坯制备光掩模。例如，可通过下述步骤制备二元光掩模。该方法起始于在透明基板上具有遮光膜的光掩模坯。首先，将抗蚀剂、典型地化学增幅型抗蚀剂材料涂布到该光掩模坯的遮光膜上。将该抗蚀剂膜成像地曝光于eb或辐照并且显影以形成所需的抗蚀剂图案。将该抗蚀剂图案用作蚀刻掩模，进行氟系干蚀刻以将该遮光膜图案化。通过标准技术将该抗蚀剂图案除去，得到光掩模。

在该遮光膜上设置含铬材料的硬掩模膜时，将抗蚀剂、典型地化学增幅型抗蚀剂材料涂布到该硬掩模膜上。将该抗蚀剂膜成像地曝光于eb或辐照并且显影以形成所需的抗蚀剂图案。将该抗蚀剂图案用作蚀刻掩模，进行氯系干蚀刻以将该硬掩模膜图案化。然后，将该硬掩模膜图案用作蚀刻掩模，进行氟系干蚀刻以将该遮光膜图案化。通过标准技术将该抗蚀剂图案除去，得到光掩模。应指出地是，如果需要，将该硬掩模膜图案除去，如果将其除去，于是任选地形成新的抗蚀剂图案，随后通过氯系干蚀刻将其除去。

在遮光膜的下方(基板与遮光膜之间)设置含铬材料的蚀刻阻挡膜时，一旦将该遮光膜图案化，则可通过氯系干蚀刻形成蚀刻阻挡膜图案。在该时间点，该遮光膜图案可用作蚀刻掩模。

具有相移膜的光掩模坯，例如，具有在透明基板上依次形成的含硅材料的相移膜和遮光膜的光掩模坯的情况下，可通过下述步骤由其制备光掩模。首先，将抗蚀剂、典型地化学增幅型抗蚀剂材料涂布到该遮光膜上。将该抗蚀剂膜成像地曝光于eb或辐照并且显影以形成所需的抗蚀剂图案。将该抗蚀剂图案用作蚀刻掩模，进行氟系干蚀刻以将该遮光膜图案化并进一步将该相移膜图案化。如果使该遮光膜的一部分残留，则在该遮光膜图案上形成用于保护相关部分的新的抗蚀剂图案，然后，进行氟系干蚀刻以将该遮光膜的没有用该抗蚀剂图案保护的部分除去。通过标准技术将该抗蚀剂图案除去，得到相移光掩模。

在该遮光膜与该相移膜之间设置含铬材料的蚀刻阻挡膜时，将抗蚀剂、典型地化学增幅型抗蚀剂材料涂布到该遮光膜上。将该抗蚀剂膜成像地曝光于eb或辐照并且显影以形成所需的抗蚀剂图案。将该抗蚀剂图案用作蚀刻掩模，进行氟系干蚀刻以将该遮光膜图案化。接下来，将该遮光膜图案用作蚀刻掩模，进行氯系干蚀刻以将该蚀刻阻挡膜图案化，得到已将与该相移膜的待被除去的部分对应的蚀刻阻挡膜的部分除去的蚀刻阻挡膜图案。然后，将抗蚀剂图案除去。如果使该遮光膜的一部分残留，则在该遮光膜图案上形成用于保护相关部分的新的抗蚀剂图案。然后，将该蚀刻阻挡膜图案用作蚀刻掩模，进行氟系干蚀刻以将该相移膜图案化并且同时将该遮光膜的没有用该抗蚀剂图案保护的部分除去。然后，通过标准方法将该抗蚀剂图案除去。而且，进行氯系干蚀刻以将该蚀刻阻挡膜的已将该遮光膜除去的部分除去。如果形成新的抗蚀剂图案，则通过标准技术将该抗蚀剂图案除去，得到相移光掩模。

在该遮光膜与该相移膜之间具有含铬材料的蚀刻阻挡膜并且在该遮光膜上具有含铬材料的硬掩模膜的光掩模坯的情况下，首先，将抗蚀剂、典型地化学增幅型抗蚀剂材料涂布到该硬掩模膜上。将该抗蚀剂膜成像地曝光于eb或辐照并且显影以形成所需的抗蚀剂图案。接下来，将该抗蚀剂图案用作蚀刻掩模，进行氯系干蚀刻以将该硬掩模膜图案化。接下来，将该硬掩模膜图案用作蚀刻掩模，进行氟系干蚀刻以将该遮光膜图案化。接下来，将该抗蚀剂图案除去。如果只使该遮光膜的一部分残留，则在该遮光膜图案上形成用于保护相关部分的新的抗蚀剂图案，并且将该遮光膜图案用作蚀刻掩模，进行氯系干蚀刻以将该蚀刻阻挡膜图案化并且同时将该硬掩模膜的没有用该抗蚀剂图案保护的部分除去。接下来，将该蚀刻阻挡膜图案用作蚀刻掩模，进行氟系干蚀刻以将该相移膜图案化并且同时将该遮光膜的没有用该抗蚀剂图案保护的部分除去。然后通过标准技术将该抗蚀剂图案除去。而且，进行氯系干蚀刻以将该蚀刻阻挡膜的已将该遮光膜除去的部分和该硬掩模膜的已将该抗蚀剂图案除去的部分除去，得到相移光掩模。

实施例

以下给出实验和实施例以进一步说明本发明，但本发明并不限于此。si:n比为原子比。

实验1

在溅射系统的腔室中，放置152mm见方且6.35mm厚的石英基板。使用硅靶作为溅射靶并且使用氩气和氮气作为溅射气体，进行溅射。对整个靶施加1.9kw的功率，以15sccm的流量将氩气供给到该腔室中，并且以从0变动到40sccm的流量将氮气供给到该腔室中。沉积7个膜，包括si膜(si:n＝100:0)和sin膜(si:n＝86:14,73:27,65:35,48:52,47:53,和46:54)。通过xps(x射线光电子能谱系统，thermofisherscientificinc.，k-α)(下同)对膜的组成进行了分析。在任何情况下，都将膜沉积到相对于波长193nm的光(arf准分子激光)提供3.0的光密度的厚度。图3a表示每个膜的组成与厚度的关系。

接下来，在下述条件下在蚀刻系统中对5个膜(不包括si:n＝46:54和65:35的膜)进行了蚀刻，由其测定蚀刻速率。图3b表示每个膜的组成与蚀刻速率的关系，条件是将蚀刻速率表示为其与不含氮的si膜的蚀刻速率之比(相对值)。图4示意地表示蚀刻系统，其包括腔室101、接地102、下部电极103、天线线圈104、待处理的样品105、和射频电源rf1和rf2。

蚀刻条件

rf1：反应离子蚀刻(rie)+连续波振荡(cw)54w

rf2：电感耦合等离子体(icp)+连续波振荡(cw)325w

压力：5mtorr

sf6：18sccm

o2：45sccm

实施例1

在溅射系统的腔室中，放置152mm见方且6.35mm厚的石英基板。使用硅靶作为溅射靶并且使用氩气和氮气作为溅射气体，进行溅射。对整个靶施加1.9kw的功率，以15sccm的流量将氩气供给到该腔室中，并且以10sccm的流量将氮气供给到该腔室中。在该基板上沉积52nm厚的遮光层，其用作遮光膜。该膜具有si:n＝7:3的组成和3.0的光密度。在其顶表面上在波长193nm下其具有43％的反射率。

接下来，使用铬靶作为溅射靶并且使用氮气和氩气作为溅射气体，进行溅射以在该遮光膜上沉积具有10nm的厚度的crn的硬掩模膜，完成光掩模坯。

接下来，通过在该硬掩模膜上涂布eb光刻抗蚀剂膜并且将该抗蚀剂膜图案化以形成抗蚀剂图案，从而将该光掩模坯加工为光掩模。将该抗蚀剂图案用作蚀刻掩模，进行氯系干蚀刻以将crn的硬掩模膜图案化以形成硬掩模膜图案。将该硬掩模膜图案用作蚀刻掩模，进行氟系干蚀刻以将该遮光膜蚀刻以形成具有200nm的线宽的线-间隙图案。将该抗蚀剂图案和该硬掩模膜图案除去，得到该光掩模。

在温度25℃且湿度45％的清洁空气气氛中，用具有1.6khz的脉冲频率和2.5-4.0mj/cm²的脉冲能量的波长193nm的光照射这样得到的光掩模直至累积照射能量剂量达到40kj/cm²。使用了曝光系统arfes-3500pm(lithotechjapancorp.)和arf准分子激光光源indystar(coherentgmbh)。在扫描电子显微镜lwm9045(vistec)下测定了波长193nm的光的照射前后的该遮光膜图案的线宽。193nm光的照射前后的图案尺寸变动小(或令人满意)，为1nm以下。

实施例2

在溅射系统的腔室中，放置152mm见方且6.35mm厚的石英基板。使用硅靶作为溅射靶并且使用氩气和氮气作为溅射气体，进行溅射。对整个靶施加1.9kw的功率，以30sccm的流量将氩气供给到该腔室中，并且以10sccm的流量将氮气供给到该腔室中。在该基板上沉积44nm厚的遮光层。将氮气的流量变为20sccm，继续溅射以沉积5nm厚的减反射层。得到了具有由这些层组成的遮光膜(厚度49nm)的光掩模坯。在该遮光膜中，该遮光层具有si:n＝7:3的组成并且该减反射层具有si:n＝1.1:0.9的组成。该遮光膜具有3.0的光密度并且在其顶表面上在波长193nm下具有35％的反射率。

实施例3

在溅射系统的腔室中，放置152mm见方且6.35mm厚的石英基板。使用硅靶作为溅射靶并且使用氩气和氮气作为溅射气体，进行溅射。对整个靶施加1.9kw的功率，以30sccm的流量将氩气供给到该腔室中，并且以10sccm的流量将氮气供给到该腔室中。在该基板上沉积44nm厚的遮光层。将氮气的流量慢慢地从10sccm增加到30sccm，继续溅射以沉积5nm厚的减反射层。得到了具有由这些层组成的遮光膜(厚度49nm)的光掩模坯。在该遮光膜中，该遮光层具有si:n＝7:3的组成并且该减反射层具有在远离该基板的厚度方向上连续地减小的组成，具体地，在接近该基板的一侧处si:n＝7:3且在远离该基板的一侧处si:n＝1:1的组成，并且具有si:n＝6:4的整体平均组成。该遮光膜具有3.0的光密度并且在其顶表面上在波长193nm下具有36％的反射率。