掩模基底、转印用掩模以及半导体器件的制造方法与流程

1.本发明涉及掩模基底、转印用掩模以及半导体器件的制造方法。


背景技术：

2.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，该微细图案的形成使用转印用掩模。该转印用掩模一般在透光性的玻璃基板上设置由金属薄膜等构成的微细的转印图案。在该转印用掩模的制造中也使用光刻法。
3.近年来，伴随着半导体器件的图案的微细化，在转印用掩模上形成的掩模图案的微细化不断发展。通常，转印用掩模使用在基板上具备图案形成用的薄膜的掩模基底来制造。将转印用掩模设置在曝光装置的掩模台上，通过照射arf受激准分子激光等曝光光，通过透过该转印用掩模的薄膜图案(转印图案)的曝光光，将图案转印到转印对象物(晶片上的抗蚀剂膜等)上。
4.通常，在转印用掩模的基板上存在缺陷的情况下，在使用该转印用掩模对晶片上的抗蚀剂膜进行曝光转印时，发生该缺陷的图像转印到该抗蚀剂膜上的现象。因此，在由掩模基底制造了转印用掩模之后，进行由掩模缺陷检查装置进行的掩模缺陷检查。另一方面，以往，在作为制造转印用掩模的原版的掩模基底中，特别是在形成转印图案的区域中，希望在基板上没有缺陷。因此，以往，在掩模基底中，例如也进行在掩模基底的制造过程中产生的缺陷的检查(参照专利文献1等)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：(日本)特开2010
‑
175660号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的课题
9.但是，近年来，对掩模基底进行缺陷检查的缺陷检查装置的性能大大提高，能够检测出以往无法检测的大小的缺陷。因此，与以往相比，在缺陷检查时检测出缺陷的掩模基底的比率变高。在掩模基底的制造中的缺陷检查工序中，如果仅选定基板上没有缺陷的掩模基底，则存在制造成品率大幅度降低的问题。
10.本发明人等提出了如下假设：即使在转印用掩模的基板上(基板的主表面)存在缺陷，根据该缺陷的条件，有时也不会在掩模缺陷检查中检测出缺陷。另外，提出了如下假设：即使在该基板上存在缺陷，根据该缺陷的条件，有时也不会产生对转印像的影响的问题。或者，提出了如下假设：有时该影响小到可以落在容许范围内。本发明人等进一步对这些假设进行了验证，得到了一定的见解。
11.本发明的目的在于，第一，提供一种掩模基底，即使在掩模基底的基板主表面上存在缺陷，该缺陷也不会对利用转印用掩模的转印像产生影响，能够作为合格品。
12.本发明的目的在于，第二，提供一种转印用掩模，即使在转印用掩模的基板主表面
上存在缺陷，该缺陷也不会对利用转印用掩模的转印像产生影响，能够作为合格品。
13.本发明的目的在于，第三，提供一种使用该转印用掩模形成微细图案的高品质的半导体装置的制造方法。
14.用于解决课题的技术方案
15.本发明人等为了解决上述课题，尝试了以下的研究。
16.由缺陷检查装置检测出的、例如在转印用掩模的基板上存在的缺陷有各种形状、俯视的大小、高度。本发明人等提出了如下假设：即使在转印用掩模的基板上(基板的主表面)存在缺陷，根据该缺陷的条件，有时也不会在掩模缺陷检查中检测出缺陷。本发明人等还提出了如下假设：即使在转印用掩模的基板上存在通过该掩模缺陷检查而没有检测出的缺陷的情况下，当使用该转印用掩模对晶片上的抗蚀剂膜进行曝光转印时，该缺陷的图像也不会转印到抗蚀剂膜上，经过显影处理等形成抗蚀剂图案时，有时抗蚀剂膜上不会出现缺陷的影响。或者，提出了如下假设：即使在该抗蚀剂膜上转印有缺陷，在进行显影处理等而形成抗蚀剂图案时，由于该缺陷而对图案的精度造成的影响有时会小到落入容许范围内。
17.本发明人等为了验证这些假设，制造了在基板的主表面上配置了多个不同大小和高度的凸缺陷(程序缺陷)的程序掩模。对于该程序掩模，使用掩模缺陷检查装置teron(kla tencor公司制)进行各凸缺陷的检测有无的验证。进一步地，对于该程序掩模，通过aims193(carl zeiss公司制)，模拟使用该程序掩模进行曝光转印时的转印像，验证各凸缺陷对转印像造成的影响。其结果，明确了在掩模缺陷检查中无法检测出的凸缺陷，均对转印像造成的影响小，实质上不成为问题。即，可知在掩模缺陷检查中无法检测出的凸缺陷即使实际存在，也不会产生对转印像的影响的问题。
18.进一步地，本发明人等基于这些验证结果，查明了转印用掩模中的基板上的凸缺陷，即在掩模缺陷检查中未被检测出的凸缺陷，其凸缺陷的宽度和高度的关系满足规定的关系。
19.而且，进一步研究的结果，得出如下结论：即使在掩模基底的基板上存在宽度与高度的关系满足规定关系的缺陷，该缺陷也能够作为对转印像没有影响的产品而成为合格品，从而完成了具有以下结构的发明。
20.(结构一)
21.一种掩模基底，其在透光性基板的主表面上具备转印图案形成用的薄膜，
22.在所述透光性基板的所述主表面上存在缺陷，
23.所述缺陷在将从所述主表面侧观察时的宽度设为w、从所述主表面到垂直方向上的所述缺陷的前端为止的长度设为l时，满足以下关系：
24.l≤97.9
×
w
‑
0.4
。
25.(结构二)
26.如结构一所述的掩模基底，其特征在于，所述缺陷的所述长度l为13nm以下。
27.(结构三)
28.如结构一或二所述的掩模基底，其特征在于，所述缺陷的所述宽度w为200nm以下。
29.(结构四)
30.如结构一至三中任一项所述的掩模基底，其特征在于，在所述薄膜上形成有转印
图案的区域内的所述透光性基板的主表面上存在所述缺陷。
31.(结构五)
32.如结构一至四中任一项所述的掩模基底，其特征在于，所述缺陷含有硅和氧。
33.(结构六)
34.如结构一至五中任一项所述的掩模基底，其特征在于，所述薄膜具有使arf准分子激光的曝光光以2％以上的透过率透过的功能、和使透过了所述薄膜的所述曝光光与以与所述薄膜的厚度相同的距离在空气中穿过的所述曝光光之间产生150度以上且200度以下的相位差的功能。
35.(结构七)
36.一种转印用掩模，其在透光性基板的主表面上具备形成有转印图案的薄膜，
37.在所述透光性基板的所述主表面上存在缺陷，
38.所述缺陷在将从所述主表面侧观察时的宽度设为w、从所述主表面到垂直方向上的所述缺陷的前端为止的长度设为l时，满足以下关系：
39.l≤97.9
×
w
‑
0.4
。
40.(结构八)
41.如结构七所述的转印用掩模，其特征在于，所述缺陷的所述长度l为13nm以下。
42.(结构九)
43.如结构七或八所述的转印用掩模，其特征在于，所述缺陷的所述宽度w为200nm以下。
44.(结构十)
45.如结构七至九中任一项所述的转印用掩模，其特征在于，在所述薄膜上形成有转印图案的区域内的所述透光性基板的主表面上存在所述缺陷。
46.(结构十一)
47.如结构七至十中任一项所述的转印用掩模，其特征在于，所述缺陷含有硅和氧。
48.(结构十二)
49.如结构七至十一中任一项所述的转印用掩模，其特征在于，所述薄膜具有使arf准分子激光的曝光光以2％以上的透过率透过的功能、和使透过了所述薄膜的所述曝光光与以与所述薄膜的厚度相同的距离在空气中穿过的所述曝光光之间产生150度以上且200度以下的相位差的功能。
50.(结构十三)
51.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，具备使用结构七至十二中任一项所述的转印用掩模，将转印图案曝光转印到半导体基板上的抗蚀剂膜上的工序。
52.发明效果
53.根据本发明，能够提供一种掩模基底，即使在掩模基底的基板主表面上存在缺陷，该缺陷也不会对利用转印用掩模的转印像产生影响，能够作为合格品。
54.另外，根据本发明，能够提供一种转印用掩模，即使在转印用掩模的基板主表面上存在缺陷，该缺陷也不会对利用转印用掩模的转印像产生影响，能够作为合格品。
55.另外，使用根据本发明得到的转印用掩模，能够制造形成有微细图案的高品质的半导体器件。
附图说明
56.图1是掩模基底的剖面概略图。
57.图2是掩模基底用基板的剖视图。
58.图3是转印用掩模的剖面概略图。
59.图4是示出程序缺陷的结构的俯视图。
60.图5是示出程序缺陷的结构的剖视图。
61.图6是示出对于在基板的主表面上配置有多个凸缺陷(程序缺陷)的多个程序掩模，由掩模缺陷检查装置teron进行的对各凸缺陷的检测有无的验证结果的图。
具体实施方式
62.以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。
63.如上所述，本发明人等提出了如下假设：即使在转印用掩模的基板上(基板的主表面)存在缺陷，根据该缺陷的条件，有时也不会在掩模缺陷检查中检测出缺陷。本发明人等还提出了如下假设：即使存在缺陷，根据该缺陷的条件，有时也不会产生对转印像的影响的问题，或者该影响小到落入容许范围内。本发明人等进一步对这些假设进行了验证，基于得到的见解完成了本发明。以下，详细地进行说明。
64.本发明人等提出了如下假设：即使在转印用掩模的基板上(基板的主表面)存在缺陷，根据该缺陷的条件，有时也不会在掩模缺陷检查中检测出缺陷。本发明人等还提出了如下假设：即使在转印用掩模的基板上存在通过该掩模缺陷检查而没有检测出的缺陷的情况下，当使用该转印用掩模对晶片(半导体基板)上的抗蚀剂膜进行曝光转印时，该缺陷的图像也不会转印到抗蚀剂膜上，经过显影处理等形成抗蚀剂图案时，有时抗蚀剂膜上不会出现缺陷的影响。或者，提出了如下假设：即使在该抗蚀剂膜上转印有缺陷，在进行显影处理等而形成抗蚀剂图案时，由于该缺陷而对图案的精度造成的影响有时会小到落入容许范围内。
65.为了验证这些假设，本发明人等制造了多张程序掩模。在各程序掩模中，在基板的主表面上配置有多个凸缺陷(程序缺陷)。配置在一张程序掩模上的多个凸缺陷的高度实质上都相同，但该多个凸缺陷的大小(从主表面侧观察(即，俯视)时的大小(例如宽度))不同。另外，在该一张程序掩模中，在该多个凸缺陷上配置有线与空间的薄膜图案(转印图案)。进一步地，各个程序掩模之间的凸缺陷的高度各自不同。
66.图4是示出设置在这样的各程序掩模中的程序缺陷的结构的俯视图，图5是示出程序缺陷的结构的剖视图。
67.如图4以及图5所示，在基板(玻璃基板)1的主表面上等间隔地配置多个(9个)相同大小(宽度)以及高度的凸缺陷。而且，在这9个等间隔配置的相同大小以及高度的凸缺陷1a、1b、
……
、1h、1i(以下，有时也记载为1a～1i)上，配置线图案2b的间隔与这些凸缺陷1a～1i的间隔稍有不同的线与空间的薄膜图案(转印图案)2a。由此，形成凸缺陷1a～1i与上述线图案2b的重叠情况不同的状态。程序缺陷是这样按不同大小的凸缺陷(实质上相同的高度)来制作凸缺陷和线图案的不同的重叠情况的状态的缺陷。而且，在1张程序掩模中，仅设置凸缺陷为相同高度的程序缺陷。即，按凸缺陷的高度不同的程序缺陷分别制造了单独的程序掩模。
68.如果列举该程序缺陷的具体例，则例如凸缺陷的大小(宽度)w是在32nm～200nm的范围的不同的大小，配置实质上相同的高度h(4nm～24nm的范围)的多个凸缺陷。然后，在这些凸缺陷上配置例如间距360nm的线与空间的薄膜图案(转印图案)2a，控制凸缺陷1a～1i与线图案2b的重叠情况(图5中所示的宽度m)。需要说明的是，图4中的l字标记m是为了在掩模缺陷检查时掩模缺陷检查装置容易检测程序掩模上的程序缺陷的位置而设置的标记。
69.在由透光性基板上存在凸缺陷的掩模基底制造转印用掩模的情况下，通过在该掩模基底的图案形成用的薄膜上形成的图案的形状、主表面上的图案的配置，完成的转印用掩模的薄膜图案与凸缺陷的位置关系(图案边缘与凸缺陷的重叠情况)可以成为各种状态。通过使用如上所述的薄膜的线图案与凸缺陷的重叠情况不同的程序缺陷，由掩模缺陷检查装置teron和aims193进行验证，无论薄膜图案与凸缺陷的位置关系如何，都在掩模缺陷检查中未检测出凸缺陷、进行曝光转印时凸缺陷对转印像不产生影响、或者能够确定影响在容许范围内的凸缺陷的范围。
70.以上这样的程序缺陷可以通过以下这样的方法来制作。
71.首先，例如通过蚀刻法，在玻璃基板上形成不同大小的凸缺陷。接着，在基板整面上形成图案形成用的薄膜后，通过使用了抗蚀剂图案的光刻法，形成规定的线与空间的薄膜图案，由此制作出按不同大小的缺陷制作了凸缺陷与线图案的重叠情况不同的状态的程序缺陷。需要说明的是，关于凸缺陷的高度，通过对玻璃基板的蚀刻时间等进行调整。
72.接着，对于配置了这样的程序缺陷的多个程序掩模，使用掩模缺陷检查装置teron(kla tencor公司制)进行各凸缺陷的检测有无的验证。其结果，明确了无法检测出规定的凸缺陷。图6是示出对于配置了不同大小(宽度)和相同高度的程序缺陷的多个程序掩模，利用掩模缺陷检查装置teron进行的各凸缺陷的检测有无的验证结果的图。
73.进一步地，对于该多个程序掩模，通过aims193(carl zeiss公司制)，模拟使用各程序掩模进行曝光转印时的转印像，验证各凸缺陷对转印像造成的影响。其结果，明确了存在对该转印像产生的影响大而成为问题的凸缺陷和对转印像产生的影响小而实质上不成为问题的凸缺陷。
74.另外，对照这些验证数据的结果，明确了在掩模缺陷检查中无法检测出的凸缺陷对转印像的影响都小，实质上不成为问题。即，可知在掩模缺陷检查中无法检测出的凸缺陷即使实际存在，也不会产生对转印像的影响的问题。
75.进一步地，本发明人等基于这些验证结果，查明了掩模基底或转印用掩模中的基板上的凸缺陷，即在掩模缺陷检查中未被检测出的凸缺陷，其凸缺陷的宽度w和高度h的关系满足以下关系：
76.h≤97.9
×
w
‑
0.4
。
77.需要说明的是，在上述图6中，描绘了表示h＝97.9
×
w
‑
0.4
的关系的曲线.
78.而且，本发明人等根据以上的验证结果，得出以下结论：即使在掩模基底或转印用掩模的基板上存在例如满足上述的宽度w和高度h的关系的凸缺陷，该凸缺陷也能够作为对转印像没有影响的合格品，从而完成了本发明。
79.需要说明的是，以上，作为本发明的一个实施方式，说明了有关凸缺陷的验证结果，但在凹缺陷的情况下同样的结论也成立。
80.本发明的掩模基底是在透光性基板的主表面上具备转印图案形成用的薄膜的掩
模基底，其特征在于，在所述透光性基板的所述主表面上存在缺陷，所述缺陷在将从所述主表面侧观察时的宽度设为w、从所述主表面到垂直方向上的所述缺陷的前端为止的长度设为l时，满足以下关系：
81.l≤97.9
×
w
‑
0.4
……
(1)。
82.在此，存在于上述基板的主表面的上述缺陷包括凸缺陷和凹缺陷双方。另外，从上述的主表面到垂直方向上的缺陷的前端为止的长度l，在凸缺陷的情况下是指其高度h，在凹缺陷的情况下是指其深度d。另外，存在于上述基板主表面的所述缺陷例如含有硅和氧。
83.本发明的掩模基底在该掩模基底的基板上存在凸缺陷或凹缺陷，但该凸缺陷或凹缺陷是使用该掩模基底制造转印用掩模，对该转印用掩模进行掩模缺陷检查时无法检测出的满足特定的关系(上述的缺陷的宽度w与上述长度l的关系式(1))的凸缺陷或凹缺陷。由此，对于在制造掩模基底时的缺陷检查工序中检测出凸缺陷或凹缺陷的掩模基底，在满足上述的关系式(1)的凸缺陷或凹缺陷的情况下，即使存在该凸缺陷或凹缺陷，这些缺陷也不会对转印像产生影响，可以作为合格品。因此，成为合格品的掩模基底的比率变高，能够以高成品率提供掩模基底。
84.在本发明的掩模基底中，上述缺陷的长度l优选为13nm以下。上述缺陷的长度l，即凸缺陷的情况下其高度h、凹缺陷的情况下其深度d超过13nm时，这样的缺陷大多不满足上述的缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)，因此对转印像造成的影响变大。需要说明的是，上述缺陷的长度l更优选为11nm以下。这是因为，如果缺陷的长度l为11nm以下，且缺陷的宽度w为200nm以下，则该缺陷在掩模缺陷检查中不会被检测出。进一步地，上述缺陷的长度l更优选为6nm以下。这是因为，如果缺陷的长度l为6nm以下，且缺陷的宽度w为1000nm以下，则该缺陷在掩模缺陷检查中不会被检测出。
85.另外，在本发明的掩模基底中，上述缺陷的宽度w优选为200nm以下。上述缺陷的宽度w超过200nm时，这样的缺陷大多不满足上述缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)，因此对转印像造成的影响变大。
86.本发明的掩模基底是在透光性基板1的主表面上具备转印图案形成用的薄膜2的掩模基底10(参照图1、图2)。
87.上述透光性基板1只要是用于半导体装置制造用的转印用掩模(例如，二元掩模、相移掩模等透射型掩模等)的基板即可，没有特别限定。因此，上述透光性基板1只要对使用的曝光波长具有透明性即可，没有特别限制，可以使用合成石英基板、其他各种玻璃基板(例如钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃等)。其中，合成石英基板由于在对微细图案形成有效的arf受激准分子激光(波长193nm)或比其短波长的区域中透明性高，因此特别优选使用。
88.在透过型掩模制造用的掩模基底的情况下，上述薄膜2使用遮光膜、半透射膜、相移膜或这些膜的层叠膜。在上述薄膜2是相移膜的情况下，优选例如具有使arf准分子激光(波长193nm)的曝光光以2％以上的透过率透过的功能、和使透过了上述薄膜的上述曝光光与以与上述薄膜的厚度相同的距离在空气中穿过的上述曝光光之间产生150度以上且200度以下的相位差的功能。另外，也可以根据目的进一步地追加硬掩模膜或蚀刻阻挡膜等。薄膜2可以是单一膜，或者也可以是相同种类或不同种类的膜的层叠膜。作为薄膜2的材料，例如可以使用含有铬(cr)的材料、含有硅(si)的材料、含有硅(si)以及过渡金属(mo等)的材料、含有钽(ta)的材料，但当然并不限定于这些材料。
89.如图1所示的掩模基底10这样的在透光性基板1上形成薄膜2的方法不需要特别限制，但其中优选列举溅射成膜法。如果采用溅射成膜法，则能够形成均匀且膜厚恒定的膜，因此优选。
90.即使是在制造掩模基底时的缺陷检查工序中检测出凸缺陷或凹缺陷的掩模基底，在是满足上述缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)的缺陷的情况下，这些缺陷对转印像没有影响，也可以将该掩模基底判定为缺陷检查的合格品。由此，成为缺陷检查的合格品的掩模基底的比率变高，能够提高掩模基底的生产成品率。
91.在本发明中，上述缺陷是存在于供在上述薄膜上形成转印图案的区域内的透光性基板的主表面上的缺陷。在此，在具有一边为约152mm的四边形的主表面的基板的情况下，优选将以该基板的主表面的中心为基准的一边为132mm的四边形的内侧区域作为供在薄膜上形成转印图案的区域。因此，即使在以该基板的主表面的中心为基准的一边为132mm的四边形的内侧区域内的基板主表面上存在缺陷，在是满足上述的关系式(1)的缺陷的情况下，也能够将该掩模基底判定为缺陷检查的合格品。
92.在本发明的掩模基底10的透光性基板1的主表面是供在薄膜上形成转印图案的区域的外侧区域的情况下，也可以存在具有不满足上述的关系式(1)的宽度w和长度l的缺陷。这是因为，供在薄膜2上形成转印图案的区域的外侧区域实质上没有对转印像产生影响。一方面，优选的是，存在于本发明的掩模基底10的透光性基板1的主表面且是在薄膜2上形成转印图案的区域中的全部缺陷满足上述关系式(1)。另一方面，在透光性基板1的主表面的薄膜2上供转印图案形成的区域中存在具有不满足上述的关系式(1)的宽度w和长度l的缺陷的掩模基底，只要其缺陷数少，在薄膜2上配置转印图案时，能够不受该缺陷的影响地配置，也可以作为合格品。
93.在本发明的掩模基底10的透光性基板1的主表面即使是供在薄膜上形成转印图案的区域，只要为规定数量以下，也可以存在具有不满足上述的关系式(1)的宽度w和长度l的缺陷。这是因为，如果不满足上述的关系式(1)缺陷的数量非常少，则通过将形成在薄膜上的转印图案的主表面上的位置以薄膜覆盖该缺陷的方式配置，能够在掩模缺陷检查中不检测出该缺陷。另外，也能够减小该缺陷对转印像造成的影响。容许不满足上述的关系式(1)的缺陷的规定数量根据由该掩模基底10制作的转印用掩模的规格而变化，但例如优选为5个，更优选为3个，进一步优选为1个。
94.另一方面，掩模基底10中，供在薄膜上形成转印图案的区域中存在的缺陷优选全部具有满足上述的关系式(1)的宽度w和长度l。这是因为，如果使用这样的掩模基底10，则无论制作哪种规格的转印用掩模，都不会在掩模缺陷检查中检测出该缺陷，另外该缺陷也不会对转印像产生影响。
95.如以上说明的这样，即使在掩模基底的基板上存在凸缺陷或凹缺陷，在是满足上述缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)的凸缺陷或凹缺陷的情况下，这些缺陷作为对转印像没有影响的缺陷，可以作为合格品。因此，成为合格品的掩模基底的比率变高，能够以高成品率提供掩模基底。
96.关于制造本发明的掩模基底的方法，例如可以应用以下这样的制造方法。具体而言，一种掩模基底的制造方法，其在透光性基板的主表面上具备转印图案形成用的薄膜，该掩模基底的制造方法的特征在于，包括：准备所述透光性基板的工序；对所述透光性基板的
供转印图案形成侧的主表面进行缺陷检查的工序；将在所述缺陷检查中未检测出缺陷的透光性基板、仅检测出满足规定关系的缺陷的透光性基板选定为合格品的工序；在所述合格品的透光性基板的一个主表面上形成所述转印图案形成用的薄膜的工序；满足所述规定的关系的缺陷在将从所述主表面侧观察时的所述缺陷的宽度设为w、从所述主表面到垂直方向上的所述缺陷的前端为止的长度设为l时，满足l≤97.9
×
w
‑
0.4
的关系。通过使用该制造方法，成为合格品的掩模基底的比率变高，能够以高成品率提供掩模基底。
97.另外，在上述的掩模基底的情况下说明的上述缺陷的宽度w与上述长度l的关系式(1)，对于转印用掩模的基板上存在的缺陷也同样能够适用。
98.本发明的转印用掩模是在透光性基板的主表面上具备形成有转印图案的薄膜的转印用掩模，所述转印用掩模的特征在于，在所述透光性基板的所述主表面上存在缺陷，所述缺陷在将从所述主表面侧观察时的宽度设为w、从所述主表面到垂直方向上的所述缺陷的前端为止的长度设为l时，满足以下关系：
99.l≤97.9
×
w
‑
0.4
……
(1)。
100.在此，存在于上述基板的主表面的上述缺陷包括凸缺陷和凹缺陷双方。另外，从上述的主表面到垂直方向上的缺陷的前端为止的长度l，在凸缺陷的情况下是指其高度h，在凹缺陷的情况下是指其深度d。这一点与前述的掩模基底的情况相同。
101.上述转印用掩模通过在透光性基板的主表面上形成薄膜而作为掩模基底，进而在该掩模基底的薄膜上形成转印图案而制造。例如，通过在图1所示的掩模基底10的薄膜2上形成转印图案，可以得到在图3所示的透光性基板1上具备转印图案2a的转印用掩模20。在转印用掩模的制造中使用的掩模基底优选为上述的本发明的掩模基底。作为在薄膜2上形成转印图案方法，从微细图案形成的观点出发，通常优选使用光刻法。需要说明的是，转印用掩模中的上述透光性基板、薄膜的材质等与上述的掩模基底的情况相同。
102.在本发明的转印用掩模中，在其基板上也存在凸缺陷或凹缺陷。在该凸缺陷或凹缺陷是满足上述缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)的凸缺陷或凹缺陷的情况下，即使该凸缺陷或凹缺陷存在，这些缺陷作为对转印像没有影响的缺陷，可以作为合格品。需要说明的是，关于导出上述缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)的经过，如上所述。
103.另外，在本发明的转印用掩模中，上述缺陷的长度l也优选为13nm以下。上述缺陷的长度l，即凸缺陷且其高度h超过13nm的情况下，或者凹缺陷且其深度d超过13nm的情况下，这些缺陷大多不满足上述缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)。这些缺陷对转印像产生的影响变大。需要说明的是，与上述的掩模基底的情况相同，上述缺陷的长度l更优选为11nm以下。这是因为，如果缺陷的长度l为11nm以下，且缺陷的宽度w为200nm以下，则在掩模缺陷检查中不会被检测出。进一步地，上述缺陷的长度l更优选为6nm以下。这是因为，如果缺陷的长度l为6nm以下，且缺陷的宽度w为1000nm以下，则在掩模缺陷检查中不会被检测出。
104.另外，在本发明的转印用掩模中，上述缺陷的宽度w也优选为200nm以下。上述缺陷的宽度w超过200nm时，这样的缺陷大多不满足上述缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)。这样的缺陷对转印像产生的影响变大。
105.另外，在本发明的转印用掩模中，上述缺陷也可以是在上述薄膜上形成有转印图案的区域内的透光性基板的主表面上存在的缺陷。例如在具有一边为约152mm的四边形的
主表面的透光性基板的情况下，优选将以该透光性基板的主表面的中心为基准的一边为132mm的四边形的内侧区域作为供在薄膜上形成转印图案的区域。即使在以该透光性基板的主表面的中心为基准的一边为132mm的四边形的内侧区域内的基板主表面上存在缺陷，在是满足上述的关系式(1)的缺陷的情况下，也能够将该转印用掩模判定为缺陷检查的合格品。
106.另外，在本发明的转印用掩模中，在上述薄膜上形成有转印图案的区域的外侧区域中，也可以存在具有不满足上述的关系式(1)的宽度w和长度l的缺陷。这是因为，在上述薄膜上形成有转印图案的区域的外侧区域实质上没有对转印像产生影响。另一方面，优选的是，在上述薄膜上形成有转印图案区域中存在的所有缺陷都满足上述关系式(1)。
107.如以上说明的这样，在本发明的转印用掩模中，在其基板上存在凸缺陷或凹缺陷。该凸缺陷或凹缺陷是满足上述缺陷的宽度w和上述长度l的关系式(1)的凸缺陷或凹缺陷。这样的凸缺陷或凹缺陷即使存在，这些缺陷也可以作为对转印像没有影响的合格品。
108.另外，本发明还提供一种半导体器件的制造方法，其具有使用上述转印用掩模，将转印图案曝光转印到半导体基板上的抗蚀剂膜上的工序。使用根据本发明得到的转印用掩模，能够制造形成有微细图案的高品质的半导体器件。
109.实施例
110.以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明。
111.(实施例一)
112.本实施例一涉及在使用波长193nm的arf准分子激光作为曝光光的半色调型相移掩模的制造中使用的掩模基底。
113.本实施例一中使用掩模基底具有在透光性基板(玻璃基板)上依次层叠光半透过膜、二层构造的遮光膜、硬掩模膜的构造。该掩模基底按如以下这样制作。
114.作为玻璃基板，准备合成石英基板(大小约152mm
×
152mm
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厚度6.35mm)。对该合成石英基板进行使用作为掩模基底用缺陷检查装置的m6640(lasertec公司制)的缺陷检查。其结果，在供转印图案形成的区域(一边为132mm的四边形的内侧区域)内的该合成石英基板上，检测出7个凸缺陷，检测出4个凹缺陷。对于该检测出的所有凸缺陷以及凹缺陷，用原子力显微镜(afm)测定各凸缺陷以及各凹缺陷的宽度w以及高度h或深度d。其结果，可以确认，对于任何一个凸缺陷，其宽度w和高度h的关系都满足h≤97.9
×
w
‑
0.4
的关系，进而，对于任何一个凹缺陷，其宽度w和深度d的关系都满足d≤97.9
×
w
‑
0.4
的关系。
115.接着，在上述合成石英基板上，以69nm的厚度形成由钼、硅以及氮构成的mosin光半透过膜(相移膜)。具体而言，在单片式dc溅射装置内设置上述合成石英基板，使用钼(mo)和硅(si)的混合烧结靶(mo：si＝12原子％：88原子％)，使用氩(ar)、氮(n2)以及氦(he)的混合气体(流量比ar：n2：he＝8：72：100，压力＝0.2pa)作为溅射气体，通过反应性溅射(dc溅射)形成mosin光半透过膜。所形成的光半透过膜的组成为mo：si：n＝4.1：35.6：60.3(原子％比)。该组成通过x射线光电子光谱法(xps)测定。
116.接着，从溅射装置取出上述合成石英基板，对上述合成石英基板上的光半透过膜进行大气中的加热处理。该加热处理在450℃下进行30分钟。对于该加热处理后的光半透射膜，使用相移量测定装置测定arf准分子激光在波长(193nm)下的透过率和相移量，结果透过率为6.44％，相移量为174.3度。
117.接着，将形成了上述半透光膜的基板再次投入溅射装置内，在上述半透光膜上，形成由crocn膜构成的下层以及由crn膜构成的上层的层叠构造的遮光膜。具体而言，使用由铬构成的靶，在氩气(ar)、二氧化碳(co2)、氮气(n2)和氦气(he)的混合气体气氛(流量比ar：co2：n2：he＝20：24：22：30，压力0.3pa中，进行反应性溅射，由此在上述半透过膜上形成由厚度47nm的crocn膜构成的遮光膜的下层。接着，同样使用铬靶，在氩(ar)和氮(n2)的混合气体气氛(流量比ar：n2＝25：5，压力0.3pa)中，进行反应性溅射，由此在上述下层之上形成由厚度5nm的crn膜构成的遮光膜的上层。
118.形成的遮光膜的下层的crocn膜的组成为cr：o：c：n＝49.2：23.8：13.0：14.0(原子％比)，遮光膜的上层的crn膜的组成为cr：n＝76.2：23.8(原子％比)。这些成分通过xps测定。
119.接着，在上述遮光膜之上，形成由sion膜构成的硬掩模膜。具体而言，使用硅靶，在氩(ar)、一氧化氮(no)和氦(he)的混合气体气氛(流量比ar：no：he＝8：29：32，压力0.3pa)中，进行反应性溅射，由此在上述遮光膜之上形成由厚度15nm的sion膜构成的硬掩模膜。所形成的sion膜的组成为si：o：n＝37：44：19(原子％比)。该组成通过xps测定。
120.上述光半透过膜和遮光膜的层叠膜的光学浓度在arf准分子激光的波长(193nm)下为3.0以上(透过率0.1％以下)。
121.如以上这样制作本实施例一的掩模基底。
122.接着，对制作的上述掩模基底进行缺陷检查。用于缺陷检查的缺陷检查装置使用作为掩模基底用缺陷检查装置的m6640(lasertec公司制)。其结果，在对上述合成石英基板的缺陷检查中检测出的凸缺陷和凹缺陷在薄膜的相同位置全部被检测出。但是，没有新检测出除此以外的凸缺陷和凹缺陷。
123.接着，使用该掩模基底，制作半色调型相移掩模。
124.首先，在上述掩模坯的上表面进行hmds(hexamethyldisilazane(六甲基二硅氮烷))处理，通过旋转涂敷法涂敷电子束描绘用的化学放大型抗蚀剂(富士胶片电子材料公司制prl009)，进行规定的烘焙处理，形成膜厚150nm的抗蚀剂膜。
125.接着，使用电子束描绘机，对上述抗蚀剂膜描绘规定的器件图案之后，对抗蚀剂膜进行显影，形成抗蚀剂图案。规定的器件图案是与应在光半透射膜(相移膜)上形成的相移图案对应的图案，包含线和空间。
126.接着，以上述抗蚀剂图案为掩模，进行硬掩模膜干式蚀刻，形成硬掩模膜图案。作为干式蚀刻气体，使用氟系气体(sf6)。
127.除去上述抗蚀剂图案之后，以上述硬掩模膜图案为掩模，连续进行由上层以及下层的层叠膜构成的遮光膜的干式蚀刻，形成遮光膜图案作为干式蚀刻气体，使用cl2和o2的混合气体(cl2：o2＝8：1(流量比))。
128.接着，以上述遮光膜图案为掩模，进行光半透过膜的干式蚀刻，形成光半透过膜图案(相移膜图案)。作为干式蚀刻气体，使用氟系气体(sf6)。需要说明的是，在该光半透过膜的蚀刻工序中，除去在表面露出的硬掩模膜图案。
129.接着，在基板上的整面上，通过旋转涂敷法再次形成所述抗蚀剂膜。使用电子束描绘机，在描绘规定的器件图案(例如与遮光带图案对应的图案)之后，进行显影，形成规定的抗蚀剂图案。接着，将该抗蚀剂图案作为掩模，通过进行露出的遮光膜图案的蚀刻,例如除
去转印图案形成区域内的遮光膜图案，在转印图案形成区域的周边部形成遮光带图案。作为该情况的干式蚀刻气体，使用cl2和o2的混合气体(cl2：o2＝8：1(流量比))。
130.最后，除去残留的抗蚀剂图案，制作半色调型相移掩模。
131.然后，对该半色调型相移掩模，使用掩模缺陷检查装置teron(kla tencor公司制)，进行掩模缺陷检查。其结果，在掩模基底的缺陷检查中检测出的基板上的凸缺陷以及凹缺陷均未作为掩模缺陷而被检测出。
132.接着，对于该半色调型相移掩模，使用aims193(carl zeiss公司制)，进行用波长193nm的曝光光对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印时的转印像的模拟。在验证该模拟的曝光转印像时，可以确认能够以高精度进行曝光转印。即，可以确认，即使在掩模基底的基板上存在缺陷，只要该缺陷是满足上述宽度w和高度h(或深度d)的关系的缺陷，就不会产生由该缺陷引起的对转印像的影响的问题。
133.(比较例一)
134.与实施例一同样，对准备的合成石英基板(玻璃基板)，进行使用作为掩模基底用缺陷检查装置的m6640(lasertec公司制)的缺陷检查。其结果，在供转印图案形成的区域(一边为132mm的四边形的内侧区域)内的该合成石英基板上，检测出9个凸缺陷，检测出6个凹缺陷。对于这些检测出的所有凸缺陷以及凹缺陷，用原子力显微镜(afm)测定各凸缺陷以及各凹缺陷的宽度w以及高度h或深度d。其结果，在所有的凸缺陷中，宽度w和高度h的关系不满足h≤97.9
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w
‑
0.4
的关系的凸缺陷为7个。进一步地，确认了在所有的凹缺陷中，其宽度w和深度d的关系不满足d≤97.9
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‑
0.4
的关系的凹缺陷有3个。
135.接着，在进行了缺陷检查之后的透光性基板(玻璃基板)上，按照与实施例一同样的步骤，制作依次层叠光半透过膜、二层构造的遮光膜、硬掩模膜的构造的掩模基底。
136.接着，对制作的上述掩模基底进行缺陷检查。用于缺陷检查的缺陷检查装置使用与实施例一同样的作为掩模基底用缺陷检查装置的m6640(lasertec公司制)。其结果，在对上述的合成石英基板的缺陷检查中检测出的凸缺陷和凹缺陷在薄膜的相同位置全部被检测出。另外，没有新检测出除此以外的凸缺陷和凹缺陷。
137.接着，使用该掩模基底，与实施例一同样地制作半色调型相移掩模。
138.然后，对制作的半色调型相移掩模，使用掩模缺陷检查装置teron(kla tencor公司制)，进行掩模缺陷检查。其结果，在转印图案形成区域内，作为掩模缺陷检测出10个凸缺陷以及凹缺陷。这些缺陷都是在透光性基板的缺陷检查中检测出的凸缺陷以及凹缺陷中不满足上述宽度w和高度h(或深度d)的关系的缺陷。另一方面，在透光性基板的缺陷检查中检测出的凸缺陷以及凹缺陷中，对于满足上述宽度w和高度h(或深度d)的关系的缺陷，在该掩模缺陷检查中均未检测出。
139.接着，对于该半色调型相移掩模，使用aims193(carl zeiss公司制)，进行用波长193nm的曝光光对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印时的转印像的模拟。对该模拟的曝光转印像进行验证时，由于在上述掩模缺陷检查中检测出的凸缺陷以及凹缺陷，产生转印不良。另一方面，对于虽然在透光性基板的缺陷检查中被检测出，但在掩模缺陷检查中未被检测出的凸缺陷以及凹缺陷，均未产生转印不良。
140.附图标记说明
141.1 透光性基板
142.1a～1i 凸缺陷
143.2 薄膜
144.2a 转印图案
145.2b 线图案
146.10 掩模基底
147.20 转印用掩模