无机材料膜、光掩模坯料及光掩模的制造方法技术

本发明专利技术涉及无机材料膜、光掩模坯料及光掩模的制造方法。能够确保与以往的铬系材料膜同等的特性并且能够提高干蚀刻速度。如果是以0.1原子％以上且11.5原子％以下的浓度范围含有锡的无机材料膜，则可以避免锡局部存在而形成粒子、该粒子成为光学膜中的缺陷的问题。本发明专利技术的无机材料膜为通过溅射成膜的包含铬系材料的光掩模坯料用的无机材料膜，该无机材料膜包含具有导电性的遮光层，该遮光层含有0.1原子％以上且11.5原子％以下的锡和15原子％以下的氧。另外，氧浓度的下限例如为3原子％。另外，无机材料膜具有导电性，但利用电阻率进行评价时，优选为5000Ω/cm2以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路、CCD(电荷耦合元件)、LCD(液晶显示元件)用彩色滤光片、磁头等的微细加工中使用的光掩模的制作中使用的光掩模坯料的构成要素即无机材料膜。
技术介绍
特别是在半导体
中，微细加工技术是极其重要的基础技术，已进行了用于进一步微细化的研究开发。特别是近年来，大规模集成电路的高集成化由于电路图案的微细化、布线图案的细线化或者用于构成元件的层间布线的接触孔图案的微细化等而对微细加工技术的要求日益增高。以这样的情况为背景，在微细加工时的光刻工序中使用的光掩模的制造技术的领域，也要求开发能够写入更微细且更准确的电路图案(掩模图案)的技术。为了形成更高精度的掩模图案，需要在光掩模坯料上形成高精度的抗蚀剂图案。一般而言，利用光刻技术在半导体基板上形成图案时，进行缩小投影。因此，形成在光掩模上的图案的尺寸为形成在半导体基板上的图案的尺寸的4倍左右，但并不是就这么使精度变得不严格，而是要求高精度。现在的光刻
中，绘制的电路图案达到远远小于曝光中使用的光的波长的尺寸。因此，在使电路图案的尺寸简单地达到4倍来形成光掩模的图案的情况下，由于曝光时产生的光的干涉等的影响，结果无法将原来的形状转印到光掩模坯料上的抗蚀剂膜上。因此，为了减轻这样的影响，也有时需要将光掩模图案形成比实际的电路图案更复杂的形状来进行加工。作为这样的形状，例如有实施光学邻近效应校正(OPC：OpticalProximityCorrection)后的形状。在形成光掩模图案时，通常在透明基板上设置有遮光膜的光掩模坯料的表面上形成抗蚀剂膜，进行利用电子射线的图案的绘制(曝光)。然后，对曝光后的抗蚀剂膜进行显影而得到抗蚀剂图案后，以该抗蚀剂图案作为掩模来对遮光膜进行蚀刻，从而得到遮光(膜)图案。这样得到的遮光(膜)图案成为光掩模图案。此时，需要将上述的抗蚀剂膜的厚度与遮光图案的微细化的程度相应地减薄。这是因为，在想要维持抗蚀剂膜的厚度的形态下形成微细的遮光图案的情况下，抗蚀剂膜厚度与遮光图案尺寸之比(纵横比)变大，由于抗蚀剂图案的形状的劣化而无法顺利地进行图案转印，或者抗蚀剂图案颠倒或发生剥离。作为设置在透明基板上的遮光膜的材料，到目前为止已提出了大量的材料，但从对蚀刻的见解多等的理由考虑，在实际应用中使用铬化合物。铬膜的干蚀刻通常通过氯系干蚀刻来进行。但是，氯系干蚀刻大多对有机膜也具有某种程度的蚀刻能力。因此，在蚀刻遮光膜时的抗蚀剂图案形成在薄的抗蚀剂膜上的情况下，该抗蚀剂图案会由于氯系干蚀刻而受到无法忽视的程度的蚀刻，结果，无法将原来的抗蚀剂图案准确地转印到遮光膜上。因此，虽然有要求蚀刻耐性优良的抗蚀剂材料的地方，但现实是尚未获知这样的抗蚀剂材料。基于这样的理由，为了得到高清晰度的遮光(膜)图案，进行了加工精度更高的遮光膜材料的再研究。作为加工精度更高的遮光膜材料的再研究的具体对策，报道了：通过使作为遮光膜材料的铬化合物中含有预定量的轻元素来提高遮光膜的蚀刻速度的尝试(专利文献1、专利文献2等)。在专利文献1(WO2007/74806号公报)中公开了如下技术：作为遮光膜的材料，使用主要含有铬(Cr)和氮(N)、并且基于X射线衍射的衍射峰实质上为CrON(200)的材料，由此提高遮光膜的干蚀刻速度，降低抗蚀剂膜的膜减少。另外，在专利文献2(日本特开2007-33470号公报)中公开了如下的光掩模坯料的专利技术：通过将铬系化合物的遮光性膜的组成与以往的膜相比设定为富含轻元素的低铬组成而实现干蚀刻的高速化，并且将用于得到期望的透射率T和反射率R的组成、膜厚、层叠结构设计得适当。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开号WO2007/74806号公报专利文献2：日本特开2007-33470号公报专利文献3：日本特开平8-292549号公报专利文献4：日本特开平7-140635号公报专利文献5：日本特开2007-241060号公报专利文献6：日本特开2007-241065号公报专利文献7：日本特开2013-238776号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，如上所述的通过向铬系化合物中添加轻元素来提高遮光膜的干蚀刻速度、由此降低蚀刻工序中的抗蚀剂膜的膜减少的方法存在如下所述的缺点。在使用铬系化合物作为遮光膜用材料的情况下，由于遮光膜也是光学膜，因此不仅要求其蚀刻速度的提高，还要求担保预定的光学特性，但同时满足两者的膜设计的自由度不一定高。另外，在使用铬系化合物作为用于加工遮光膜的硬掩模形成用的膜材料而不是作为遮光膜用材料的情况下，为了担保其功能方面，可添加的轻元素量的范围也自然受限，因此，膜设计的自由度仍然不一定高。基于上述情况，期望提供通过与轻元素添加这样的现有方法不同的方法来提高包含铬系化合物的膜的蚀刻速度的技术。作为一个技术，在专利文献7(日本特开2013-238776)中公开了在铬系化合物中含有锡时可以提高膜的蚀刻速度的技术，但已查明，这样的含有锡的铬系化合物可能会发生以表面粗糙度水平辨别的程度的锡粒子的凝聚。在将其作为硬掩模膜的情况下，这样的锡粒子的凝聚部位在进行含有氧气的氯系干蚀刻而绘制微细图案时，会局部性地促进蚀刻，导致缺陷、图案保真性差，因此是不理想的。用于解决问题的方法为了解决上述的问题，本专利技术的无机材料膜为通过溅射成膜的包含铬系材料的光掩模坯料用的无机材料膜，其特征在于，该无机材料膜包含具有导电性的遮光层，该遮光层含有0.1原子％以上且11.5原子％以下的锡和15原子％以下的氧。在某一方式中，上述无机材料膜包含通过溅射成膜的包含铬系材料的防反射层。另外，在某一方式中，上述防反射层含有锡。例如，具有上述遮光层与上述防反射层的层叠结构。优选上述无机材料膜的算术平均粗糙度(Ra)为1.0nm以下。另外，优选上述无机材料膜的电阻率为5000Ω/cm2以下。例如，上述遮光层中的氧浓度为3原子％以上。例如，上述铬系材料为铬金属、铬氧化物、铬氮化物、铬碳化物、铬氮氧化物、铬碳氧化物、铬碳氮氧化物中的任意一种。本专利技术的光掩模坯料具备上述的无机材料膜作为遮光性膜、硬掩模膜或蚀刻停止膜中的任意一种。另外，本专利技术的光掩模的制造方法具备如下工序：使用上述光掩模坯料，将上述无机材料膜通过氯系干蚀刻进行图案化。专利技术效果本专利技术中，在包含具有导电性的遮光层的无机材料膜中，以在遮光层内使锡不局部存在的方式将锡的含量设定为适当范围。因此，在将本专利技术的无机材料膜作为遮光性膜、硬掩模膜或蚀刻停止膜等使用的情况下，能够确保与以往的铬系材料膜同等的特性并且能够提高干蚀刻速度。另外，还能够抑制因锡的局部存在引起的缺陷的产生。附图说明图1是试样A(含有锡的CrN膜和CrON膜)的AFM图像。图2是试样B(含有锡的CrN膜和CrON膜)的AFM图像。图3是试样C(含有锡的CrN膜和CrON膜)的AFM图像。图4是试样D(含有锡的CrN膜和CrON膜)的AFM图像。图5是试样E(仅为不含锡的遮光层的膜)的AFM图像。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术的无机材料膜进行说明。如上所述，以往，通过向铬系化合物中添加轻元素来提高遮光膜的干蚀刻速度、由此降低蚀刻工序中的抗蚀剂膜的膜减少的方法存在同时满足蚀刻速度的提高和预定的光学特性的担保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机材料膜，其为通过溅射成膜的包含铬系材料的光掩模坯料用的无机材料膜，其中，该无机材料膜包含具有导电性的遮光层，该遮光层含有0.1原子％以上且11.5原子％以下的锡和15原子％以下的氧。

【技术特征摘要】
2015.07.01 JP 2015-1327861.一种无机材料膜，其为通过溅射成膜的包含铬系材料的光掩模坯料用的无机材料膜，其中，该无机材料膜包含具有导电性的遮光层，该遮光层含有0.1原子％以上且11.5原子％以下的锡和15原子％以下的氧。2.如权利要求1所述的无机材料膜，其中，所述无机材料膜包含通过溅射成膜的包含铬系材料的防反射层。3.如权利要求2所述的无机材料膜，其中，所述防反射层含有锡。4.如权利要求2或3所述的无机材料膜，其中，具有所述遮光层与所述防反射层的层叠结构。5.如权利要求1～4中任一项所述的无机材料膜，其中，所述无机材料膜的算术平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：深谷创一，笹本纮平，中川秀夫，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP