光掩模坯料和制备光掩模的方法与流程

该非临时申请根据35u.s.c.§119(a)要求2017年11月13日在日本提交的专利申请no.2017-218156的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种被加工成适合于使用曝光光进行图案转印的光掩模的光掩模坯料，以及一种由该光掩模坯料制备光掩模的方法。

背景技术：

为了诸如微电子器件的更高运转速度和节省功耗的目标，对于大规模集成电路的更高集成度的挑战仍在继续。为了满足对缩小电路图案的日益增长的需求，先进的半导体微处理技术变得重要。例如，用于缩小构成电路的布线图案的技术和用于缩小构成电池的层间连接的接触孔图案的技术变得必不可少。

先进的微处理技术依赖于使用光掩模的光刻法。光掩模是小型化技术的一个重要领域，光刻系统和抗蚀剂材料也是如此。为了获得具有微细尺寸布线图案或微细尺寸接触孔图案的光掩模的目的，努力开发以更高精度在光掩模坯料上形成更微细尺寸图案的技术。

为了在光掩模衬底上形成高精度的光掩模图案，优先考虑以高精度在光掩模坯料上对抗蚀剂膜进行图案化。由于用于微加工半导体衬底的光刻法采用缩小投影，因此在光掩模上形成的图案的尺寸约是在半导体衬底上形成的图案尺寸的4倍。这并不意味着相应地放松在光掩模上形成的图案的精度。光掩模图案必须以高精度形成。

目前，通过光刻法写在半导体衬底上的电路图案的尺寸远小于曝光光的波长。如果使用具有仅是电路图案4倍放大率的图案的光掩模进行缩小曝光，则由于曝光光的干涉和其他影响，光掩模图案不会精确地转印到抗蚀剂膜上。

解决该问题的超分辨率掩模包括opc掩模(其中所谓的光学邻近校正(opc)，即用于校正使转印性能劣化的光学邻近效应的技术被应用于光掩模)和引起由图案透射的曝光光180°相移以建立入射光的陡峭强度分布的相移掩模。例如，在一些opc掩模中，形成尺寸小于电路图案的一半的opc图案(锤头、辅助线条(assistbar)等)。相移掩模包括半色调、levenson和无铬类型。

通常，通过以下步骤来形成掩模图案：从在透明衬底上具有遮光膜的光掩模坯料开始，在该光掩模坯料上形成光致抗蚀剂膜，将该光致抗蚀剂膜暴露于光或电子束(eb)以描绘图案，并且对该光致抗蚀剂膜进行显影以形成光致抗蚀剂图案。然后，利用该光致抗蚀剂图案制作刻蚀掩模，对遮光膜进行刻蚀或图案化以形成光掩模图案。为了获得微细的光掩模图案，由于以下原因，减小光致抗蚀剂膜的厚度(即，较薄的抗蚀剂膜)是有效的。

如果仅在不减小抗蚀剂膜的厚度的情况下缩小抗蚀剂图案，则用于遮光膜的起刻蚀掩模作用的抗蚀剂图案特征具有较高的高宽比(抗蚀剂膜厚度与特征宽度之比率)。通常，随着抗蚀剂图案特征的高宽比变得更高，图案轮廓更可能劣化。于是，降低了图案转印到遮光膜的精度。在极端情况下，抗蚀剂图案部分地塌陷或剥离，导致图案脱落。与光掩模图案的缩小相关联，需要减薄在遮光膜的图案化期间用作刻蚀掩模的抗蚀剂膜，以防止高宽比变得太高。通常建议高宽比是3以下。例如，为了形成特征宽度是70nm的抗蚀剂图案，优选抗蚀剂膜厚度是210nm以下。

另一方面，在使用光掩模和arf准分子激光作为曝光光的arf光刻法中，光掩模图案被转印到可加工的衬底，通常是半导体晶片上的光致抗蚀剂膜上。在当前小型化技术的推进下，可加工的衬底上的图案宽度小于30nm。光掩模上对应于缩小的图案宽度的图案最小宽度小于100nm(具体地，约70nm)。

对于使用光致抗蚀剂图案作为刻蚀掩模刻蚀的遮光膜，已经提出了许多材料。特别地，通常使用铬膜和含铬以及氮、氧和碳中的至少一种元素的铬化合物膜作为遮光膜材料。例如，专利文献1至3公开了一种光掩模坯料，其中铬化合物膜形成为具有用于arf准分子激光光刻法的光掩模所需的遮光性能的遮光膜。

引文列表

专利文献1:jp-a2003-195479

专利文献2:jp-a2003-195483

专利文献3:jp-u3093632

专利文献4:jp-a2016-191885(us9,778,560)

专利文献5:jp-a2016-194626

专利文献6:jp-a2017-129808(us20170212417、ep3196698)

技术实现要素：

当将用作光掩模的遮光膜的含铬膜图案化时，从精确地形成更小尺寸图案的观点出发，重要的是控制图案的剖面轮廓。例如，在光掩模坯料上具有含铬膜和含硅硬掩模膜的情况下，与通过抗蚀剂图案在含铬膜中直接形成图案相比，含铬膜被精确地图案化。这是由于因为在刻蚀含铬膜期间硬掩模膜的尺寸基本不变，由硬掩模膜引起的负载效应降低且线性度改善。然而，光刻法时代最近已进入具有20nm以下，且甚至10nm以下的半间距(half-pitch)的光掩模。随着光掩模图案变得小型化，需要更精确的图案形成。例如，要求几纳米量级的尺寸精度。即使当通过硬掩模膜的图案对含铬的膜进行图案化时，也要求更精确地控制图案的剖面轮廓。

在控制含铬膜图案的剖面轮廓时，重要的是减少用于形成图案的刻蚀期间的侧面刻蚀。而且，当使用硬掩模膜的图案在含铬膜中形成图案时，含铬膜的侧面刻蚀对图案的精度具有实质性的影响。因此，不仅在通过抗蚀剂膜的图案在含铬膜中直接形成图案的情况下考虑减少侧面刻蚀，而且当光掩模坯料具有硬掩模膜(或刻蚀掩模膜)时，在通过硬掩模膜的图案在含铬膜中形成图案的情况下也是如此。特别是当含铬膜是遮光膜时，其必须具有高于一定水平的厚度，以确保相对于曝光光作为遮光膜所需的光密度。由于用于图案形成的这种厚膜的刻蚀需要更长的时间，因此侧面刻蚀的减少更为重要。

通常通过含氧的氯基干法刻蚀对用作遮光膜等的含铬膜如铬化合物膜进行图案化。铬化合物膜的干法刻蚀不是各向异性的干法刻蚀。含铬膜在与厚度方向正交的方向(即膜表面方向)上的刻蚀速率相对于该膜在厚度方向上的刻蚀速率高。因此，含铬膜易于侧面刻蚀。较大的侧面刻蚀不能提供干法刻蚀的面内均匀性，影响图案尺寸的精度。

一个示例性的光掩模坯料在透明衬底上具有含铬膜和底层膜，例如含硅、不含过渡金属的材料或含过渡金属和硅材料的膜。如果使用含铬膜的图案作为刻蚀掩模对底层膜或衬底进行图案化，则会出现图案转印能力恶化的问题，例如，刻蚀的膜或衬底的图案尺寸与设计尺寸的显著偏差。

本发明的一个目的是提供一种具有含铬膜的光掩模坯料以及由该光掩模坯料制备光掩模的方法，该含铬膜在刻蚀时经历最小的侧面刻蚀以在其中形成光掩模图案，从而以高精度形成具有令人满意的剖面轮廓的光掩模图案。

本发明人已经发现，当含铬膜由单层或多层构成时，所述未解决的问题得以解决，该单层或该多层中的至少一层是由含碳的铬化合物组成的层，该含碳的铬化合物含有氧或者氧和氮，并且由含碳的铬化合物组成的层具有特定的组成。于是，该含铬膜在图案形成期间经历最小的侧面刻蚀，并形成具有令人满意的剖面轮廓的光掩模图案。即使当需要微细的光掩模图案时，也可以以高精度形成光掩模图案。该含铬膜符合具有20nm以下，或甚至10nm以下的半间距的下一代光掩模所要求的更小缺陷的检测。

在一个方面，本发明提供一种光掩模坯料，其被加工成适于使用波长是250nm以下的曝光光的图案转印的光掩模，该光掩模坯料包括透明衬底和含铬膜，该含铬膜直接设置在衬底上或通过光学膜设置在衬底上，且可用含氧的氯基气体干法刻蚀。该含铬膜由单层或多层构成，该单层或该多层中的至少一层是由含碳的铬化合物组成的层，该含碳的铬化合物含氧或者氧和氮。所述由含碳的铬化合物(其含氧或者氧和氮)组成的层具有以下组成：碳与铬的原子比是0.3以上且氮与铬的原子比是0.1以下，铬含量是50at％以下且碳与氧的原子比是0.8以上，或铬含量是60at％以下且碳与氧的原子比是1以上。

在一个优选的实施方案中，由含氧或者氧和氮的的含碳的铬化合物组成的层的氧含量是20at％以上。

在一个优选的实施方案中，如通过在原子力显微镜下的表面轮廓测量，在任何1μm见方区域所分析的那样，含铬膜的远离衬底设置的表面的均方根粗糙度(rms)是1nm以下且最大高度差(rmax)是9nm以下。

在一个优选的实施方案中，含铬膜的厚度是70nm以下。

在一个优选的实施方案中，含铬膜相对于曝光光的光密度是1.5以上。

在一个优选的实施方案中，含铬膜由多层构成，含铬膜的最远离衬底设置的层是由不含碳的铬化合物组成的层。

更优选地，不含碳的铬化合物含有氮或者氮和氧，并且氮含量是5at％以上，厚度是1至5nm。

甚至更优选地，由含氮和氧的不含碳的铬化合物组成的层的铬含量是50at％以下且氮含量是40at％以上。

在一个优选的实施方案中，含铬膜通过光学膜设置在透明衬底上，并且光学膜包括由含硅但不含过渡金属的材料，或含硅和过渡金属的材料形成的相移膜。

更优选地，含铬膜和相移膜相对于曝光光的光密度之和是2.5以上。

光掩模坯料还可包括在含铬膜上的含硅材料的硬掩模膜。

另一方面，本发明提供一种由上面定义的光掩模坯料制备光掩模的方法，包括通过含氧的氯基干法刻蚀对光掩模坯料的含铬膜进行图案化的步骤。

发明的有益效果

本发明的光掩模坯料具有含铬膜，该含铬膜可以被干法刻蚀以形成具有令人满意的剖面轮廓，即具有光掩模图案转印能力的图案。从该光掩模坯料，可制备具有高精度的微细光掩模图案的光掩模。

附图说明

图1是本发明第一实施方案中的光掩模坯料的剖面图。

图2是本发明第二实施方案中的光掩模坯料的剖面图。

图3是本发明第三实施方案中的光掩模坯料的剖面图。

图4是本发明第四实施方案中的光掩模坯料的剖面图。

图5是实施例1中含铬膜的200nml/s图案的剖面中的tem图像。

图6是实施例2中含铬膜的200nml/s图案的剖面中的tem图像。

图7是实施例3中含铬膜的200nml/s图案的剖面中的tem图像。

图8是比较例1中的含铬膜的200nml/s图案的剖面中的tem图像。

图9是比较例2中的含铬膜的200nml/s图案的剖面中的tem图像。

具体实施方式

本发明的光掩模坯料被加工成适于使用波长是250nm以下，特别是200nm以下，通常是248nm的krf准分子激光或193nm的arf准分子激光的曝光光的图案转印的光掩模。

光掩模坯料包括透明衬底和含铬膜。含铬膜可以直接或通过一个或多个光学膜设置在衬底上。尽管透明衬底的类型和尺寸没有特别限制，但是在曝光光的波长下透明的石英衬底是合适的。例如，优选6英寸见方且0.25英寸厚的石英衬底，称为6025衬底，如semi标准中所规定的，或者以si单位表示时152mm见方且6.35mm厚的石英衬底。

含铬膜含有可通过含氧的氯基干法刻蚀，即用含氧气和氯气的刻蚀剂气体的干法刻蚀来刻蚀的材料。含铬膜由单层或多层构成，该单层或该多层中的至少一层是由含碳的铬化合物组成的层(在下文中称为“含碳的铬”)层。含碳的铬化合物含有氧或者氧和氮以及铬和碳。含碳的铬化合物还可含有轻元素，如氢和卤素、氩等。含碳的铬化合物的实例是碳氧化铬(croc)和碳氮氧化铬(crocn)。

含碳的铬层的碳与铬之比以原子比计优选是0.2以上，更优选0.3以上，甚至更优选0.4以上，最优选0.5以上。含碳的铬层的c/cr比的上限以原子比计优选是1.5以下，更优选1.2以下。而且，含碳的铬层的氮与铬之比以原子比计优选是0.1以下。更优选地，含碳的铬层基本上不含氮。含碳的铬层的碳与氧之比以原子比计优选是0.8以上，更优选1以上，甚至更优选1.1以上。含碳的铬层的c/o比的上限以原子比计优选是3以下，更优选2以下。

含碳的铬层的铬含量优选是70at％以下，更优选60at％以下，甚至更优选50at％以下，且优选30at％以上，更优选40at％以上。含碳的铬层的碳含量优选是15at％以上，更优选20at％以上，甚至更优选25at％以上，且优选50at％以下，更优选40at％以下。优选包含氧，因为刻蚀速率变得更高。如果氧相对于碳的量过多，则发生显著的侧面刻蚀。因此，含碳的铬层的氧含量优选是10at％以上，更优选20at％以上，甚至更优选25at％以上，且优选60at％以下，更优选50at％以下。氮是有效地调整图案的剖面轮廓，但允许显著的侧面刻蚀的元素。因此，含碳的铬层的氮含量优选是10at％以下，更优选5at％以下。氮可以局部分布在含铬膜的厚度方向上或分布在整个含铬膜中。当将氮掺入含铬膜中使得该膜在衬底侧具有较高的氮含量时，获得了更好的结果。应注意，含碳的铬层中铬、碳、氧和氮的总含量优选是80at％以上，更优选90at％以上，最优选100at％。

当含碳的铬层的铬含量是50at％以下时，c/o的原子比优选是0.8以上。当含碳的铬层的铬含量是60at％以下时，c/o的原子比优选是1以上。当c/cr的原子比是0.3以上且n/cr的原子比是0.1以下时，这些组成是更优选的。

而且，当含碳的铬层的氧含量是20at％以上时，c/o的原子比优选是1以上。进一步，当含碳的铬层的铬含量是50at％以下时，c/cr的原子比优选是0.2以上。

在其中含铬膜由多层构成的实施方案中，含铬膜可以包括不含碳的铬化合物层(下文中有时称为“不含碳的铬层”)作为最远离衬底设置的层。优选不含碳的铬层，因为它可以起含铬膜表面的保护层的作用，并且对于改善耐洗涤性是有效的。不含碳的铬层含有氧或者氧和氮以及铬，还可含有轻元素(如氢和卤素)、氩等。不含碳的铬化合物的实例是氮化铬(crn)和氧氮化铬(cron)。

不含碳的铬层的铬含量优选是60at％以下，更优选50at％以下，且优选30at％以上，更优选40at％以上。不含碳的铬层的氧含量优选是70at％以下，更优选60at％以下。不含碳的铬层的氮含量优选是5at％以上，更优选10at％以上，甚至更优选40at％以上，且优选70at％以下，更优选60at％以下。不含碳的铬层中的铬、氧和氮的总含量优选是80at％以上，更优选90at％以上，最优选100at％。不含碳的铬化合物通常是氧氮化铬(cron)，在这种情况下，铬含量优选是50at％以下且氮含量优选是40at％以上。

在一个优选实施方案中，如通过在原子力显微镜下的表面轮廓测量，在任何1μm见方的区域所分析的那样，含铬膜的远离透明衬底设置的表面的均方根粗糙度(rms)是1nm以下，且最大高度差(rmax)(即，峰和谷之间的最大差异)是9nm以下，特别是8nm以下。具有这种表面轮廓或形貌的含铬膜是有利的，因为它符合具有20nm以下，或甚至10nm以下的半间距的下一代光掩模所要求的更小缺陷的检测，且即使在缺陷检测期间增加灵敏度时，也既不会引起漫反射，又不会引起检查灵敏度降低。该表面轮廓可以在含铬膜的要形成图案的范围内形成，例如，优选其上形成含铬膜的6025衬底的表面(152mm见方)的中央区域，具体地，132mm×132mm，更具体地142mm×142mm的见方区域。

例如，优选在下列条件下，通过惰性气体和反应性气体的反应溅射，沉积上面定义的组成的含铬膜(包括含碳的铬层和不含碳的铬层)来形成具有这种表面轮廓或形貌的含铬膜。在溅射沉积期间，施加在靶上的功率和惰性气体的流量保持恒定，并且通过增加然后减少反应性气体的流量来扫过进入腔室的反应性气体的流量。然后，通过绘制扫过反应性气体流量时的反应性气体的流量和溅射电压值(靶电压值)或溅射电流值(靶电流值)来绘制滞后曲线(参见例如专利文献4、5和6)。假设“金属模式”是指反应性气体的流量低于滞后区域下限的区域，“反应模式”是指反应性气体的流量高于滞后区域上限的区域，“过渡模式”是指金属模式和反应模式之间的区域，则溅射沉积在过渡模式之外进行，即在金属模式或反应模式中进行，使得含铬膜(包括含碳的铬层和不含碳的铬层)可以具有所需的组成。

含铬膜的(总)厚度优选是70nm以下，更优选60nm以下。当含铬膜由多层构成时，含碳的铬层优选占含铬膜总厚度的70％以上，更优选80％以上，甚至更优选90％以上。另一方面，不含碳的铬层的厚度优选是1nm以上且5nm以下。含铬膜相对于曝光光的光密度优选是1.5以上。

含铬膜可以是具有任何功能的膜，例如，光学膜如遮光膜、抗反射膜或相移膜(通常是半色调相移膜)，或加工辅助膜如硬掩模膜(刻蚀掩模膜)或刻蚀停止膜。术语“光学膜”有时包括起硬掩模膜或刻蚀停止膜作用的加工辅助膜，只要在将光掩模坯料加工成光掩模之后，其留在光掩模上并起光学膜作用即可。应注意，关于将光掩模坯料加工成光掩模，刻蚀停止膜是留在光掩模上的膜，而硬掩模膜可以是留在光掩模上的膜或者是完全从光掩模除去，称为牺牲膜的膜。

在含铬膜是光学膜如遮光膜或硬掩模膜的情况下，要求高分辨率和高图案转印精度以及相关的光学功能。根据本发明的含铬膜满足包括光密度的光学功能，并且当通过含氧的氯基干法刻蚀在其中形成光掩模图案时经历最小的侧面刻蚀，通常这种干法刻蚀具有施加到衬底的偏压。于是，可获得具有令人满意的剖面轮廓的掩模图案，其具有在厚度方向上的线宽度的最小变化。

在其中含铬膜设置在衬底上的光学膜上的实施方案中，光学膜可以是具有任何功能的膜，如遮光膜、抗反射膜或相移膜，例如半色调相移膜。光学膜包括起硬掩模膜(刻蚀掩模膜)或刻蚀停止膜作用的加工辅助膜，只要在将光掩模坯料加工成光掩模之后，其留在光掩模上并起光学膜作用即可。光学膜优选构造成包括含硅、不含过渡金属的材料或含硅和过渡金属的材料的膜，例如，诸如半色调相移膜的相移膜。在这种情况下，含铬膜和相移膜的相对于曝光光的总光密度优选是2.5以上。

在含铬膜上，可以形成诸如硬掩模膜的含硅材料的膜。关于将光掩模坯料加工成光掩模，刻蚀停止膜通常是留在光掩模上的膜，而硬掩模膜可以是留在光掩模上的膜或完全从光掩模上除去，称为牺牲膜的膜。

制备光学膜和硬掩模膜的材料可以选自过渡金属、金属、其合金、以及这些金属或合金的化合物，这取决于需要的光学性能和刻蚀性能，以及电性能如电导率。合适的过渡金属包括铬(cr)、锆(zr)、钽(ta)、钛(ti)、钼(mo)、钨(w)、铁(fe)、镍(ni)和钴(co)；合适的金属包括硅(si)、锗(ge)和铝(al)；合适的化合物包括金属或合金的氧化物、氮化物、碳化物、氧氮化物、碳氧化物、氮碳化物和氧氮碳化物。在这些金属中，优选铬(cr)、钼(mo)和硅(si)。

本发明的光掩模坯料最适合作为包括含铬膜的光掩模坯料，在将光掩模坯料加工成光掩模时，通过使用光致抗蚀剂膜(通常是化学放大型抗蚀剂膜)的掩模图案作为刻蚀掩模的含氧的氯基干法刻蚀来对该含铬膜进行图案化。

本发明的光掩模坯料的第一实施方案是一种光掩模坯料，其具有直接设置在透明衬底上的含铬膜。图1是第一实施方案的一个示例性光掩模坯料的剖面图。光掩模坯料101包括透明衬底1和其上的含铬膜2。通常，通过在含铬膜2上形成用于eb光刻的抗蚀剂膜并进行eb成像方式的写入，将光掩模坯料101加工成光掩模。例如，第一实施方案的光掩模坯料可以是二元掩模坯料。在这种情况下，优选含铬膜是遮光膜。

在光掩模坯料的第一实施方案中，其中含铬膜是遮光膜，含铬膜的相对于曝光光的光密度应优选是2.5以上，更优选2.8以上，且3.5以下，更优选3.2以下。在光掩模坯料的第一实施方案中，其中含铬膜是遮光膜，当曝光光是arf准分子激光时，含铬膜的厚度优选是75nm以下，更优选70nm以下，且50nm以上；或者当曝光光是krf准分子激光时，含铬膜的厚度是90nm以下，更优选80nm以下，甚至更优选75nm以下，且55nm以上。

通过作为刻蚀掩模的含铬膜的图案刻蚀透明衬底，可以将第一实施方案的光掩模坯料加工成相移掩模，以形成相移部分。

本发明的光掩模坯料的第二实施方案是一种光掩模坯料，其具有通过一个或多个光学膜设置在透明衬底上的含铬膜，该光掩模坯料包括含铬膜，当将光掩模坯料加工成光掩模时，使用光致抗蚀剂膜(通常是化学放大型抗蚀剂膜)的掩模图案作为刻蚀掩模，通过含氧的氯基干法刻蚀将含铬膜图案化。例如，当含铬膜的图案在光学膜的刻蚀中起硬掩模作用时，第二实施方案的光掩模坯料特别有利，因为能够以高精度由含铬膜形成图案，且当然后使用含铬膜的图案对光学膜进行图案化时，也能够以高精度形成图案。含铬膜与光学膜的组合包括遮光膜与相移膜(例如半色调相移膜)的组合以及硬掩模膜与遮光膜的组合。

图2是第二实施方案的一个示例性光掩模坯料的剖面图。光掩模坯料102包括透明衬底1以及从衬底1侧依次堆叠在其上的光学膜3和含铬膜2。通常，通过在含铬膜2上形成用于eb光刻的抗蚀剂膜并进行eb成像方式的写入，将光掩模坯料102加工成光掩模。例如，第二实施方式的光掩模坯料可以是相移掩模坯料。在这种情况下，优选光学膜是相移膜，含铬膜是遮光膜。

本发明的光掩模坯料也优选作为包括含铬膜的光掩模坯料，当将光掩模坯料加工成光掩模时，使用硬掩模膜的掩模图案作为刻蚀掩模，通过含氧的氯基干法刻蚀来对该含铬膜进行图案化。第三或第四实施方案是一种光掩模坯料，其包括透明衬底、含铬膜和硬掩模膜，该硬掩模膜设置在含铬膜的远离衬底的一侧，优选与含铬膜邻接。

图3是第三实施方案的一个示例性光掩模坯料的剖面图。光掩模坯料103包括透明衬底1以及从衬底1侧依次堆叠的含铬膜2和硬掩模膜4。通常，通过在硬掩模膜4上形成用于eb光刻的抗蚀剂膜并进行eb成像方式的写入，将光掩模坯料103加工成光掩模。利用eb抗蚀剂膜的图案制成刻蚀掩模，对硬掩模膜4进行图案化。然后，利用硬掩模膜制成刻蚀掩模，对含铬膜进行图案化。例如，第三实施方式的光掩模坯料可以是二元掩模坯料。在这种情况下，优选含铬膜是遮光膜。在对含铬膜进行图案化之后，可以根据需要部分或完全除去硬掩模膜。

在光掩模坯料的第三实施方案中，其中含铬膜是遮光膜，含铬膜的相对于曝光光的光密度应优选是2.5以上，更优选2.8以上，且3.5以下，更优选3.2以下。在光掩模坯料的第三实施方案中，其中含铬膜是遮光膜，当曝光光是arf准分子激光时，含铬膜的厚度优选是75nm以下，更优选70nm以下，且50nm以上；或者当曝光光是krf准分子激光时，含铬膜的厚度优选是90nm以下，更优选80nm以下，甚至更优选75nm以下，且55nm以上。

通过作为刻蚀掩模的含铬膜的图案刻蚀透明衬底，可以将第三实施方案的光掩模坯料加工成相移掩模，以形成相移部分。

图4是第四实施方案的一个示例性光掩模坯料的剖面图。光掩模坯料104包括透明衬底1以及从衬底1侧依次堆叠的光学膜3、含铬膜2和硬掩模膜4。通常，通过在硬掩模膜4上形成用于eb光刻的抗蚀剂膜并进行eb成像方式的写入，将光掩模坯料104加工成光掩模。第四实施方案的光掩模坯料可以是相移掩模坯料，在这种情况下，优选光学膜是相移膜，含铬膜是遮光膜。

在含铬膜是遮光膜等具有光学功能的膜的情况下，要求高分辨率和高图案转印精度以及相关的光学功能。于是，含铬膜必须满足包括光密度的光学功能，在含氧的氯基干法刻蚀期间经历最小的侧面刻蚀，并形成具有高尺寸精度的掩模图案。

在第二实施方案的光掩模坯料中，其中光学膜是相移膜，通常是半色调相移膜，相移膜希望由含硅但不含过渡金属的材料，或含硅和过渡金属，优选除铬以外的过渡金属，尤其是钼的材料形成。这些材料包括硅单质，含硅和轻元素如氧、氮或碳，尤其是氧和氮中的一种或两种的化合物，以及向其中进一步加入过渡金属，优选除铬以外的过渡金属，特别是钼、钽、钨、锆或钛，尤其是钼的化合物。特别是当相移膜是半色调相移膜时，半色调相移膜也具有光密度，与不具有半色调相移膜的光掩模坯料相比，这使得含铬膜的厚度减小。

在第二实施方案的光掩模坯料中，其中含铬膜是遮光膜且光学膜是半色调相移膜，含铬膜的相对于曝光光的光密度优选是1.5以上，更优选1.8以上，且2.6以下，更优选2.5以下，甚至更优选2.4以下。含铬膜和相移膜的相对于曝光光的光密度之和优选是2.5以上，更优选2.8以上，且3.5以下，更优选3.2以下。通过将含铬膜和半色调相移膜的光密度调节到该范围，获得了所需的遮光性能。

在光掩模坯料的第二实施方案中，其中含铬膜是遮光膜且光学膜是半色调相移膜，当曝光光是arf准分子激光时，含铬膜的厚度优选是60nm以下，更优选50nm以下，且35nm以上；或者当曝光光是krf准分子激光时，含铬膜的厚度优选是80nm以下，更优选70nm以下，甚至更优选65nm以下，且50nm以上。

另一方面，半色调相移膜对于曝光光的透射率优选设为2％以上，更优选5％以上，甚至更优选10％以上，最优选11％以上，且40％以下，更优选30％以下，甚至更优选20％以下。当曝光光是arf准分子激光时，半色调相移膜的厚度优选是80nm以下，更优选70nm以下，且50nm以上，更优选60nm以上；或者当曝光光是krf准分子激光时，半色调相移膜的厚度优选是110nm以下，更优选100nm以下，且70nm以上，更优选80nm以上。

如在光掩模坯料的第三实施方案中那样，提供硬掩模膜作为用于刻蚀含铬膜的硬掩模，这使光致抗蚀剂膜变薄以符合进一步的图案小型化。该硬掩模膜通常用作含铬膜的牺牲膜。最常见的是，在光掩模制备过程中完全除去硬掩模膜。有时，在光掩模制备过程中，可以部分地留下硬掩模膜而不完全除去。

硬掩模膜可以由在氟基干法刻蚀时被快速刻蚀，但在含氧的氯基干法刻蚀时具有极慢的刻蚀速率(即，基本上不被刻蚀)的材料形成。合适的材料是含硅材料，例如硅单质，含硅和轻元素如氧、氮或碳的化合物，以及向其中进一步加入过渡金属，优选除铬以外的过渡金属，具体而言是钼、钽、钨、锆或钛的化合物。

在光掩模坯料的第四实施方案中，其中光学膜是相移膜，通常是半色调相移膜，相移膜优选由含硅但不含过渡金属的材料，或含硅和过渡金属，优选除铬以外的过渡金属，尤其是钼的材料形成。合适的材料如上面针对光掩模坯料的第二实施方案所例示的。特别是当相移膜是半色调相移膜时，半色调相移膜也具有光密度，与不具有半色调相移膜的光掩模坯料相比，这使含铬膜的厚度减小。

在光掩模坯料的第四实施方案中，其中含铬膜是遮光膜，光学膜是半色调相移膜，含铬膜的相对于曝光光的光密度、含铬膜和相移膜的相对于曝光光的光密度之和、含铬膜的厚度、半色调相移膜的透射率和半色调相移膜的厚度优选落入与第二实施方案中相同的范围内。

在光掩模坯料的第四实施方案中，其中含铬膜是遮光膜，光学膜是半色调相移膜，且硬掩模膜是在光掩模制备过程中部分留下，没有完全除去的膜，即留在光掩模上并起到光学膜作用的膜，含铬膜、相移膜和硬掩模膜的相对于曝光光的光密度之和优选是2.5以上，更优选2.8以上，且3.5以下，更优选3.2以下。硬掩模膜的厚度优选是3nm以上，更优选是5nm以上，且15nm以下，更优选10nm以下。

在第二实施方案的另一个例子中，光掩模坯料可以是二元掩模坯料。在这种情况下，优选光学膜是遮光膜，含铬膜是硬掩模膜。

在光掩模坯料的第二实施方案中，其中含铬膜是硬掩模膜，该膜必须具有高分辨率和高图案转印精度以及光学功能。从这个意义上说，含铬膜必须满足所需的光学功能，在含氧的氯基干法刻蚀中具有高的刻蚀速率，并形成在厚度方向具有最小线宽变化的改善的剖面轮廓的掩模图案。

在光掩模坯料的第二实施方案中，其中光学膜是遮光膜，该遮光膜优选由含硅但不含过渡金属的材料，或含硅和过渡金属，优选除铬以外的过渡金属，通常是钼的材料制成。合适的材料与上面针对相移膜的材料所例示的相同。

在第二实施方案的光掩模坯料中，其中光学膜是遮光膜，该遮光膜的相对于曝光光的光密度设定为2.5以上，更优选2.8以上，且3.5以下，更优选3.2以下。当曝光光是arf准分子激光时，遮光膜的厚度优选是80nm以下，更优选70nm以下，甚至更优选65nm以下，且50nm以上，更优选55nm以上；或者当曝光光是krf准分子激光时，遮光膜的厚度优选是100nm以下，更优选90nm以下，甚至更优选80nm以下，且55nm以上，更优选60nm以上。在含铬膜是硬掩模膜的情况下，其厚度优选是3nm以上，更优选5nm以上，且20nm以下，更优选10nm以下。

在光掩模坯料的进一步的实施方案中，可以在含铬膜的远离透明衬底，优选与含铬膜邻接而设置的表面上形成另一光学膜。该另一光学膜优选是遮光膜，其例如由含硅但不含过渡金属的材料，或含硅和过渡金属的材料形成。在包括有这种遮光膜的情况下，含铬膜可以是刻蚀停止膜或诸如半色调相移膜的相移膜。

在光掩模坯料上沉积含铬膜、光学膜(例如，相移膜或遮光膜)和加工辅助膜(例如，硬掩模膜或刻蚀停止膜)的优选方法是通过溅射沉积膜，因为可以获得具有高的光学性能的面内均匀性和较少缺陷的膜。

通过溅射沉积含铬膜。例如，使用铬靶作为靶。溅射气体根据所需的构成元素选自诸如氮气(n2)、氧气(o2)、氧化氮气体(n2o、no2)、烃气体(例如ch4)和氧化碳气体(co、co2)之类的反应性气体。诸如氩气(ar)的稀有气体可选地与反应性气体一起使用。可以通过将溅射气体供给到溅射真空腔室中，并且调节施加到靶上的功率和溅射气体的流量来进行膜沉积，使得构成含铬膜的每个铬化合物层可以具有所需的组成。

当相移膜或遮光膜由含硅但不含过渡金属的材料，或含硅和过渡金属的材料沉积时，或者当由含硅材料沉积硬掩模膜时，例如根据所需的构成元素，靶选自硅靶、过渡金属靶和过渡金属-硅靶。溅射气体根据所需的构成元素选自诸如氮气(n2)、氧气(o2)、氧化氮气体(n2o、no2)、烃气体(例如ch4)和氧化碳气体(co、co2)之类的反应性气体。诸如氩气(ar)的稀有气体可选地与反应性气体一起使用。可以通过将溅射气体供给到溅射真空腔室中，并调节施加到靶上的功率和溅射气体的流量来进行膜沉积，从而形成所需组成的膜。

可以通过标准方法由光掩模坯料制备光掩模。例如，在光掩模坯料上形成化学放大型抗蚀剂组合物的抗蚀剂膜，然后进行成像方式的eb写入。使用抗蚀剂图案作为初始刻蚀掩模，根据待刻蚀的材料，通过选自含氧的氯基干法刻蚀和氟基干法刻蚀的干法刻蚀技术依次刻蚀下方的膜和透明衬底，所述下方的膜包括含铬膜、光学膜(例如相移膜、遮光膜)、加工辅助膜(例如硬掩模膜、刻蚀停止膜)。以这种方式，形成光掩模图案，即，获得光掩模。由根据本发明的光掩模坯料制备光掩模的方法包括通过含氧的氯基干法刻蚀对含铬膜进行图案化的步骤。当通过干法刻蚀加工含铬膜时，所得图案具有如从各向异性干法刻蚀所获得的那样完全垂直的剖面轮廓。注意，可以在抗蚀剂膜上形成有机导电膜，以进一步抑制eb写入期间的电荷累积。

实施例

以下通过举例说明而非限制的方式给出实施例和比较例。

实施例1

在dc溅射系统中，通过使用硅靶作为靶，作为溅射气体以17sccm的流量供给氩气，以40sccm的流量供给氮气，并在靶上施加1,900w的放电功率，在6025石英衬底上进行溅射沉积。将具有si:n＝47:53的原子比和60nm的厚度的sin膜沉积在衬底上作为半色调相移膜。该膜在193nm，即arf准分子激光的波长处的相移是177°，透射率是19％，光密度(od)是0.72。

在该dc溅射系统中，通过使用金属铬靶，供给10sccm的氩气、15sccm的二氧化碳气体和5sccm的甲烷气体作为溅射气体，并在靶上施加1,000w的放电功率以进行600秒的放电，在sin膜上进行溅射沉积。在半色调相移膜上沉积单个croc层作为含铬膜。

含铬膜的厚度是57nm，并通过x射线光电子能谱(xps)分析组成，发现cr:o:c(原子比)＝47:24:29。该膜在193nm波长处的透射率是0.43％，光密度(od)是2.37。半色调相移膜和含铬膜的od之和是3.09。单独地，通过与上述相同的程序沉积含铬膜，并在原子力显微镜(afm)下分析表面粗糙度，发现令人满意的粗糙度值，均方根粗糙度(rms)是0.63nm且1μm见方的区域中的最大高度差(rmax)是4.7nm。已经确认，即使在缺陷检查期间灵敏度增加时，该膜既不会引起漫反射，也不会引起检查灵敏度降低。

接下来，在dc溅射系统中，通过使用硅靶，供给15sccm的氩气和40sccm的氧气作为溅射气体，并在靶上施加1,000w的放电功率，在含铬膜上进行溅射沉积。在含铬膜上沉积10nm厚的sio2膜作为硬掩模膜。获得具有在透明衬底上按顺序形成的光学膜、含铬膜和硬掩模膜的根据第四实施方案的光掩模坯料(半色调相移光掩模坯料)。

由该光掩模坯料通过如下图案化制备光掩模。首先，将用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜涂覆在硬掩模膜上，以成像方式曝光于eb并显影，形成线宽是200nm的抗蚀剂膜图案。使用该抗蚀剂膜图案作为刻蚀掩模，用氟基气体干法刻蚀硬掩模膜。形成硬掩模膜的图案。

通过硫酸-过氧化氢洗涤除去留在硬掩模膜图案上的抗蚀剂膜图案。使用硬掩模膜图案作为刻蚀掩模，用氯气和氧气干法刻蚀含铬膜。形成含铬膜的图案。在tem下观察含铬膜图案的剖面(通过相同的程序单独形成)。图5是200nm线和间隔(l/s)图案的剖面图像。确认含铬膜图案形成为具有与硬掩模膜图案基本相同的线宽，抑制了侧面刻蚀，并且剖面轮廓完全垂直。

接下来，通过氟基气体干法刻蚀，除去含铬膜图案上的硬掩模膜图案。同时，在将含铬膜图案用作刻蚀掩模的同时，刻蚀半色调相移膜。由此形成半色调相移膜图案。

接下来，涂覆用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜，以成像方式曝光于eb并显影，形成抗蚀剂膜图案，使得可以将要除去含铬膜图案的部分暴露。通过用氯气和氧气进行干法刻蚀，除去含铬膜图案的预定部分，得到光掩模(半色调相移掩模)。

检查光掩模的半色调相移膜图案的线宽。半色调相移膜图案的线宽是200nm，表明令人满意的尺寸精度。

实施例2

在dc溅射系统中，通过使用硅靶作为靶，作为溅射气体以17sccm的流量供给氩气，以40sccm的流量供给氮气，并在靶上施加1,900w的放电功率，在6025石英衬底上进行溅射沉积。将具有si:n＝47:53的原子比和60nm的厚度的sin膜沉积在衬底上作为半色调相移膜。该膜在193nm，即arf准分子激光的波长处的相移是177°，透射率是19％，光密度(od)是0.72。

在该dc溅射系统中，通过使用金属铬靶，供给10sccm的氩气、15sccm的二氧化碳气体和5sccm的甲烷气体作为溅射气体，并且在靶上施加1,000w的放电功率以进行550秒的放电，在sin膜上进行溅射沉积。沉积52nm厚的croc层。在形成croc层之后，连续地通过供给10sccm的氩气、27sccm的氮气和15sccm的氧气，并在靶上施加1,000w的放电功率以进行62秒的放电，进行溅射沉积。沉积5nm厚的cron层。以这种方式，在半色调相移膜上形成由两层，即croc层和cron层构成的含铬膜。

含铬膜的总厚度是57nm，通过xps分析其组成，发现对于croc层，cr:o:c(原子比)＝47:24:29，且对于cron层，cr:o:n(原子比)＝41:49:10。该膜在193nm波长处的透射率是0.46％，光密度(od)是2.34。半色调相移膜和含铬膜的od之和是3.06。单独地，通过与上述相同的程序沉积含铬膜，并在afm下分析表面粗糙度，发现令人满意的粗糙度值，rms是0.50nm且在1μm见方的区域中rmax是4.3nm。已经确认，即使在缺陷检查期间灵敏度增加时，该膜既不会引起漫反射，也不会引起检查灵敏度降低。

接下来，在dc溅射系统中，通过使用硅靶，供给15sccm的氩气和40sccm的氧气作为溅射气体，并在靶上施加1,000w的放电功率，对含铬膜进行溅射沉积。在含铬膜上沉积10nm厚的sio2膜作为硬掩模膜。获得具有在透明衬底上按顺序形成的光学膜、含铬膜和硬掩模膜的根据第四实施方案的光掩模坯料(半色调相移光掩模坯料)。

由该光掩模坯料通过如下图案化制备光掩模。首先，将用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜涂覆在硬掩模膜上，以成像方式曝光于eb并显影，形成线宽是200nm的抗蚀剂膜图案。使用该抗蚀剂膜图案作为刻蚀掩模，用氟基气体干法刻蚀硬掩模膜。形成硬掩模膜的图案。

通过硫酸-过氧化氢洗涤除去留在硬掩模膜图案上的抗蚀剂膜图案。使用硬掩模膜图案作为刻蚀掩模，用氯气和氧气干法刻蚀含铬膜。形成含铬膜的图案。在tem下观察含铬膜图案(通过相同的程序单独形成)的剖面。图6是200nml/s图案的剖面图像。确认含铬膜图案形成为具有与硬掩模膜图案基本相同的线宽，抑制了侧面刻蚀，并且剖面轮廓完全垂直。

接下来，通过氟基气体干法刻蚀，除去含铬膜图案上的硬掩模膜图案。同时，在将含铬膜图案用作刻蚀掩模的同时，刻蚀半色调相移膜。由此形成半色调相移膜图案。

接下来，涂覆用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜，以成像方式曝光于eb并显影，形成抗蚀剂膜图案，使得可以将要除去含铬膜图案的部分暴露。通过用氯气和氧气进行干法刻蚀，除去含铬膜图案的预定部分，得到光掩模(半色调相移掩模)。

检查光掩模的半色调相移膜图案的线宽。半色调相移膜图案的线宽是200nm，表明令人满意的尺寸精度。

实施例3

在dc溅射系统中，通过使用硅靶作为靶，作为溅射气体以17sccm的流量供给氩气，以40sccm的流量供给氮气，并在靶上施加1,900w的放电功率，在6025石英衬底上进行溅射沉积。将具有si:n＝47:53的原子比和60nm的厚度的sin膜沉积在衬底上作为半色调相移膜。该膜在193nm，即arf准分子激光的波长处的相移是177°，透射率是19％，光密度(od)是0.72。

在dc溅射系统中，通过使用金属铬靶，供给10sccm的氩气、15sccm的二氧化碳气体和5sccm的甲烷气体作为溅射气体，并且在靶上施加1,000w的放电功率，以进行594秒的放电，在sin膜上进行溅射沉积。沉积56nm厚的croc层。在形成croc层之后，连续地通过供给10sccm的氩气、27sccm的氮气和15sccm的氧气，并在靶上施加1,000w的放电功率以进行22秒的放电，进行溅射沉积。形成2nm厚的cron层。以这种方式，在半色调相移膜上形成由两层，即croc层和cron层构成的含铬膜。

含铬膜的总厚度是58nm，通过xps分析其组成，发现对于croc层，cr:o:c(原子比)＝47:24:29，且对于cron层，cr:o:n(原子比)＝41:49:10。该膜在193nm波长处的透射率是0.42％，光密度(od)是2.38。半色调相移膜和含铬膜的od之和是3.10。单独地，通过与上述相同的程序沉积含铬膜并在afm下分析表面粗糙度，发现令人满意的粗糙度值，rms是0.46nm且在1μm见方的区域中的rmax是4.1nm。已经确认，即使在缺陷检查期间灵敏度增加时，该膜既不会引起漫反射，也不会引起检查灵敏度降低。

接下来，在dc溅射系统中，通过使用硅靶，供给15sccm的氩气和40sccm的氧气作为溅射气体，并在靶上施加1,000w的放电功率，对含铬膜进行溅射沉积。在含铬膜上沉积10nm厚的sio2膜作为硬掩模膜。获得具有在透明衬底上按顺序形成的光学膜、含铬膜和硬掩模膜的根据第四实施方案的光掩模坯料(半色调相移光掩模坯料)。

由该光掩模坯料通过如下图案化制备光掩模。首先，将用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜涂覆在硬掩模膜上，以成像方式曝光于eb并显影，形成线宽是200nm的抗蚀剂膜图案。使用该抗蚀剂膜图案作为刻蚀掩模，用氟基气体干法刻蚀硬掩模膜。形成硬掩模膜图案。

通过硫酸-过氧化氢洗涤除去留在硬掩模膜图案上的抗蚀剂膜图案。使用硬掩模膜图案作为刻蚀掩模，用氯气和氧气干法刻蚀含铬膜。形成含铬膜图案。在tem下观察含铬膜图案(通过相同的程序单独形成)的剖面。图7是200nml/s图案的剖面图像。确认含铬膜图案形成为具有与硬掩模膜图案基本相同的线宽，抑制了侧面刻蚀，并且剖面轮廓完全垂直。

接下来，通过氟基气体干法刻蚀，除去含铬膜图案上的硬掩模膜图案。同时，在将含铬膜图案用作刻蚀掩模的同时，刻蚀半色调相移膜。由此形成半色调相移膜图案。

接下来，涂覆用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜，以成像方式曝光于eb并显影，形成抗蚀剂膜图案，使得可以将要除去含铬膜图案的部分暴露。通过用氯气和氧气进行干法刻蚀，除去含铬膜图案的预定部分，得到光掩模(半色调相移掩模)。

检查光掩模的半色调相移膜图案的线宽。半色调相移膜图案的线宽是200nm，表明令人满意的尺寸精度。

比较例1

在dc溅射系统中，通过使用硅靶作为靶，作为溅射气体以17sccm的流量供给氩气，以40sccm的流量供给氮气，并在靶上施加1,900w的放电功率，在6025石英衬底上进行溅射沉积。将具有si:n＝47:53的原子比和60nm的厚度的sin膜沉积在衬底上作为半色调相移膜。该膜在193nm，即arf准分子激光的波长处的相移是177°，透射率是19％，光密度(od)是0.72。

在该dc溅射系统中，通过使用金属铬靶，供给10sccm的氩气和20sccm的二氧化碳气体作为溅射气体，并在靶上施加1,000w的放电功率以进行400秒的放电，在sin膜上进行溅射沉积。在半色调相移膜上沉积单个croc层作为含铬膜。

含铬膜的厚度是49nm，通过xps分析其组成，发现cr:o:c(原子比)＝57:22:21。该膜在193nm波长处的透射率是0.41％，光密度(od)是2.39。半色调相移膜和含铬膜的od之和是3.11。单独地，通过与上述相同的程序沉积含铬膜，并在afm下分析表面粗糙度，发现rms是1.29nm且在1μm见方的区域中rmax是9.22nm。当在缺陷检查期间增加灵敏度时，膜的表面粗糙度引起漫反射。该膜阻碍了检查灵敏度的任何增加。

接下来，在dc溅射系统中，通过使用硅靶，供给15sccm的氩气和40sccm的氧气作为溅射气体，并在靶上施加1,000w的放电功率，对含铬膜进行溅射沉积。在含铬膜上沉积10nm厚的sio2膜作为硬掩模膜。获得具有在透明衬底上按顺序形成的光学膜、含铬膜和硬掩模膜的(根据第四实施方案的)光掩模坯料(半色调相移光掩模坯料)。

由该光掩模坯料通过如下图案化制备光掩模。首先，将用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜涂覆在硬掩模膜上，以成像方式曝光于eb并显影，形成线宽是200nm的抗蚀剂膜图案。使用该抗蚀剂膜图案作为刻蚀掩模，用氟基气体干法刻蚀硬掩模膜。形成硬掩模膜图案。

通过硫酸-过氧化氢洗涤除去留在硬掩模膜图案上的抗蚀剂膜图案。使用硬掩模膜图案作为刻蚀掩模，用氯气和氧气干法刻蚀含铬膜。形成含铬膜图案。在tem下观察含铬膜图案(通过相同的程序单独形成)的剖面。图8是200nml/s图案的剖面图像。确认含铬膜图案形成为具有比硬掩模膜图案更小的线宽。具体地，含铬膜图案具有锥形轮廓，硬掩模膜侧的含铬膜图案的宽度小并且该图案的宽度朝向衬底侧增加。衬底侧的含铬膜图案的宽度基本上等于硬掩模膜图案的宽度。进一步，含铬膜在其表面包括突出部分，表示粗糙的表面。

接下来，通过氟基气体干法刻蚀，除去含铬膜图案上的硬掩模膜图案。同时，在将含铬膜图案用作刻蚀掩模的同时，刻蚀半色调相移膜。由此形成半色调相移膜图案。

接下来，涂覆用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜，以成像方式曝光于eb并显影，形成抗蚀剂膜图案，使得可以将要除去含铬膜图案的部分暴露。通过用氯气和氧气进行干法刻蚀，除去含铬膜图案的预定部分，得到光掩模(半色调相移掩模)。

检查光掩模的半色调相移膜图案的线宽。半色调相移膜图案的线宽是200nm，表明令人满意的尺寸精度。然而，表面粗糙度引起缺陷检查灵敏度下降。因此，该光掩模坯料不适合作为先进的光掩模坯料。

比较例2

在dc溅射系统中，通过使用硅靶作为靶，作为溅射气体以17sccm的流量供给氩气，以40sccm的流量供给氮气，并在靶上施加1,900w的放电功率，在6025石英衬底上进行溅射沉积。将具有si:n＝47:53的原子比和60nm的厚度的sin膜沉积在衬底上作为半色调相移膜。该膜在193nm，即arf准分子激光的波长处的相移是177°，透射率是19％，光密度(od)是0.72。

在dc溅射系统中，通过使用金属铬靶，供给10sccm的氩气、5sccm的二氧化碳气体和15sccm的氧气作为溅射气体，并在靶上施加1,000w的放电功率，以进行262秒的放电，在sin膜上进行溅射沉积。在半色调相移膜上沉积单个croc层作为含铬膜。

含铬膜的厚度是49nm，通过xps分析其组成，发现cr:o:c(原子比)＝62:30:8。该膜在193nm波长处的透射率是0.43％，光密度(od)是2.37。半色调相移膜和含铬膜的od之和是3.09。单独地，通过与上述相同的程序沉积含铬膜，并在afm下分析表面粗糙度，发现rms是0.36nm，在1μm见方的区域中rmax是7.86nm。已经确认，即使在缺陷检查期间灵敏度增加时，该膜既不会引起漫反射也不会引起检查灵敏度降低。

接下来，在dc溅射系统中，通过使用硅靶，供给15sccm的氩气和40sccm的氧气作为溅射气体，并在靶上施加1,000w的放电功率，对含铬膜进行溅射沉积。在含铬膜上沉积10nm厚的sio2膜作为硬掩模膜。获得具有在透明衬底上按顺序形成的光学膜、含铬膜和硬掩模膜的(根据第四实施方案的)光掩模坯料(半色调相移光掩模坯料)。

由该光掩模坯料通过如下图案化制备光掩模。首先，将用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜涂覆在硬掩模膜上，以成像方式曝光于eb并显影，形成线宽是200nm的抗蚀剂膜图案。使用该抗蚀剂膜图案作为刻蚀掩模，用氟基气体干法刻蚀硬掩模膜。形成硬掩模膜图案。

通过硫酸-过氧化氢洗涤除去留在硬掩模膜图案上的抗蚀剂膜图案。使用硬掩模膜图案作为刻蚀掩模，用氯气和氧气干法刻蚀含铬膜。形成含铬膜图案。在tem下观察含铬膜图案(通过相同的程序单独形成)的剖面。图9是200nml/s图案的剖面图像。确认含铬膜图案形成为具有比硬掩模膜图案更小的线宽。具体地，含铬膜图案具有锥形轮廓，硬掩模膜侧的图案的宽度小并且图案的宽度朝向衬底侧增加，表明含铬膜的显著的侧面刻蚀。

接下来，进行氟基气体干法刻蚀以除去含铬膜图案上的硬掩模膜图案。同时，在将含铬膜图案用作刻蚀掩模的同时，刻蚀半色调相移膜。由此形成半色调相移膜图案。

接下来，涂覆用于eb光刻的化学放大型负性光致抗蚀剂膜，以成像方式曝光于eb并显影，形成抗蚀剂膜图案，使得可以将要除去含铬膜图案的部分暴露。通过用氯气和氧气进行干法刻蚀，除去含铬膜图案的预定部分，得到光掩模(半色调相移掩模)。

检查光掩模的半色调相移膜的图案的线宽。半色调相移膜图案具有偏离200nm的线宽，表明尺寸精度差。