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光掩模坯料及光掩模的制造方法。本发明专利技术在确保由铬系材料构成的膜的化学特性等各种特性的同时减轻对该铬系材料膜进行蚀刻时对光致抗蚀剂的负荷。在透明衬底(1)上形成有遮光膜(2)，在该遮光膜(2)上设置有硬掩模膜(3)。硬掩模膜(3)整体由含有锡的铬系材料构成。由含有锡的铬系材料构成的膜能够显著提高氯类干蚀刻时的蚀刻速度。并且，与由将铬的一部分置换成轻元素的铬系材料构成的膜相比，对氟类干蚀刻具有同等以上的蚀刻耐性。因此，对用于加工硬掩模膜的光致抗蚀剂的蚀刻负荷得到减轻，即使在使抗蚀剂膜减薄的情况下也能够进行高精度的图案转印。

【技术实现步骤摘要】
光掩模坯料及光掩模的制造方法
本专利技术涉及制造半导体集成电路等时使用的光掩模用的光掩模坯料，特别是涉及具备作为掩模图案加工辅助膜的硬掩模膜的光掩模坯料、以及使用该光掩模坯料的光掩模的制造方法。
技术介绍
在半导体
中，正在进行用于图案的进一步微细化的研究开发。特别是近年来，随着大规模集成电路的高集成化，进行电路图案的微细化、布线图案的细线化、或者用于构成存储单元(cell)的层间布线的接触孔图案的微细化等，对微细加工技术的要求日益增高。随之，在微细加工时的光刻工序中使用的光掩模的制造
中，也要求开发用于形成更微细并且正确的电路图案(掩模图案)的技术。通常，通过光刻技术在半导体衬底上形成图案时，进行缩小投影。因此，形成在光掩模上的图案的尺寸达到形成在半导体衬底上的图案的尺寸的4倍左右。但是，这并不意味着形成在光掩模上的图案所要求的精度与形成在半导体衬底上的图案相比变得宽松。对于形成在作为原版的光掩模上的图案而言，反而要求曝光后得到的实际的图案以上的高精度。在目前的光刻
中，描绘的电路图案的尺寸远远低于曝光中使用的光的波长。因此，在单纯地使电路图案的尺寸达到4倍而形成光掩模的图案的情况下，由于在曝光时产生的光的干涉等的影响而得到不能将本来的形状转印到半导体衬底上的抗蚀剂膜上的结果。因此，通过使形成在光掩模上的图案形成为比实际的电路图案更复杂的形状，有时也会减轻上述光的干涉等的影响。作为这样的图案形状，例如，有对实际的电路图案实施了光学邻近效应校正(OPC：OpticalProximityCorrection)的形状。这样，随着电路图案尺寸的微细化，在用于形成光掩模图案的光刻技术中，也要求更高精度的加工方法。光刻性能有时用极限分辨率表现，但如上所述，对形成在作为原版的光掩模上的图案要求曝光后得到的实际的图案以上的高精度。因此，用于形成光掩模图案的分辨极限也要求与在半导体衬底上进行图案形成时的光刻所需要的分辨极限同等程度或其以上的分辨极限。形成光掩模图案时，通常，在透明衬底上设置有遮光膜的光掩模坯料的表面上形成抗蚀剂膜，并利用电子束进行图案的描绘(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，将该抗蚀剂图案作为掩模对遮光膜进行蚀刻，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，上述抗蚀剂膜的厚度需要根据遮光图案的微细化的程度变薄。这是由于，在维持抗蚀剂膜的厚度的状态下要形成微细的遮光图案的情况下，抗蚀剂膜厚与遮光图案尺寸之比(深宽比)增大，由于抗蚀剂图案的形状变差而不能良好地进行图案转印，或者抗蚀剂图案倒塌或产生剥落。另一方面，在现有光掩模坯料中，在减薄抗蚀剂膜厚进行图案形成的情况下，由于在蚀刻工序中抗蚀剂膜受到的损伤，可能会引起其图案形状变差或后退。在该情况下，无法将抗蚀剂图案准确地转印到遮光膜上，无法制作图案形成精度高的光掩模。因此，对即使将抗蚀剂薄膜化也能够以高精度进行图案形成的结构的光掩模坯料进行了各种研究。例如，日本特开2006-78807号公报(专利文献1)中公开了具备至少一层由含有硅和过渡金属作为主要成分且硅与过渡金属的原子比为硅∶金属=4～15∶1的材料构成的层的构成的遮光膜。上述由含有硅和过渡金属的材料构成的层可以通过氟类干蚀刻进行加工，氟类干蚀刻对抗蚀剂图案造成的损伤的程度低。因此，通过采用上述结构，得到了遮光性能和加工性优良的ArF曝光用遮光膜。另外，日本特开2007-241060号公报(专利文献2)中公开了通过使用由铬系材料构成的薄膜作为硬掩模膜来进一步提高含有硅和过渡金属的遮光膜的加工性的方法。以往，遮光膜或半色调相移膜等光学膜可以使用含有过渡金属和根据需要选择的氧、氮或碳等轻元素的过渡金属化合物膜、含有硅和根据需要选择的过渡金属或氧、氮、碳等轻元素的硅化合物膜。特别是铬系材料膜、钼硅系材料膜作为光学膜得到广泛使用。在使遮光膜为由铬系材料构成的膜的情况下，将用于对该遮光膜进行图案形成的抗蚀剂膜减薄时，难以充分确保遮光膜的图案形成工序中的蚀刻耐性。因此，专利文献2中，为了在将抗蚀剂膜减薄的情况下也能够进行微细图案的加工，提出了使遮光膜为由能够利用氟类干蚀刻进行加工的材料构成的膜的光掩模坯料。另外，在该专利文献2中还公开了为了对由过渡金属硅化合物构成的遮光膜进行精密的图案形成而利用薄的铬化合物膜作为硬掩模膜的技术。另外，由这种铬化合物构成的硬掩模膜通过转印抗蚀剂图案来进行图案形成，但其精度不能通过使硬掩模膜的厚度充分减薄来确保。专利文献1：日本特开2006-78807号公报专利文献2：日本特开2007-241060号公报专利文献3：日本特开2007-33470号公报专利文献4：日本特开昭61-138257号公报专利文献5：日本特开2012-53458号公报但是，为了确保高的图案形成精度，仅使硬掩模膜的厚度充分减薄时，对设置在该硬掩模膜的下方的膜进行蚀刻时硬掩模膜的蚀刻耐性有可能不充分。并且，从光致抗蚀剂材料的方面出发，极难在维持高分辨力的同时提高蚀刻耐性。因此，在将硬掩模膜设定为由铬系材料构成的膜的情况下，需要提高该膜的蚀刻加工性，即需要通过与目前不同的方法提高对由铬系材料构成的硬掩模膜进行干蚀刻时的蚀刻速度。报道了铬系材料膜一直以来被广泛用作光掩模坯料的遮光膜而提高加工性的方法。例如，专利文献3(日本特开2007-33470号公报)中公开了如下光掩模坯料的专利技术：通过将铬系材料的遮光性膜的组成设定为与以往的膜相比富含轻元素/低铬的组成来实现干蚀刻的高速化，并且适当地设计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。但是，在这种富含轻元素/低铬组成的铬系材料中，存在对氟类干蚀刻的蚀刻耐性降低且为了确保作为硬掩模膜的充分的功能而必须增大其膜厚的问题。即，为了提供能够满足近年来对用于形成光掩模图案的光刻技术进一步微细化、高精度化的要求的光掩模坯料，需要在充分确保由铬系材料构成的硬掩模膜对氟类干蚀刻的蚀刻耐性的基础上提高进行氯类干蚀刻时的蚀刻速度的、与以往不同的方法。
技术实现思路
本专利技术是鉴于如上所述的问题而完成的，其目的在于，能够在确保由铬系材料构成的硬掩模膜所要求的化学特性等各种特性的同时减轻对该铬系材料膜进行蚀刻时对光致抗蚀剂的负荷，由此，即使在使抗蚀剂膜减薄的情况下也能够进行高精度的图案转印。为了解决上述问题，本专利技术光掩模坯料的特征在于，在含有选自由钼、钽、铪、铌、钨、硅组成的组中的一种以上元素且能够通过氟类干蚀刻进行蚀刻的无机材料膜上具备由含有锡的铬系材料构成的硬掩模膜。优选上述含有锡的铬系材料中锡的含量相对于铬的含量以原子比计为0.01倍以上且2倍以下。另外，优选上述含有锡的铬系材料为锡-铬金属、锡-氧化铬、锡-氮化铬、锡-碳化铬、锡-氮氧化铬、锡-碳氧化铬、锡-碳氮化铬、锡-碳氮化氧化铬中的任意一种。优选上述能够通过氟类干蚀刻进行蚀刻加工的无机材料膜为含有钼和硅的膜。另外，优选上述含有钼和硅的膜为遮光膜。本专利技术的光掩模的制造方法中使用上述坯料，其具备：通过氯类干蚀刻对上述硬掩模膜进行蚀刻而形成硬掩模图案的工序；和将上述硬掩模图案作为蚀刻掩模，通过氟类干蚀刻将上述图案转印到上述无机材料膜上的工序。专利技术效果本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光掩模坯料，其特征在于，在含有选自由钼、钽、铪、铌、钨、硅组成的组中的一种以上元素且能够通过氟类干蚀刻进行蚀刻的无机材料膜上具备由含有锡的铬系材料构成的硬掩模膜。

【技术特征摘要】
2012.05.16 JP 2012-1125181.一种光掩模坯料，其特征在于，在能够通过氟类干蚀刻进行蚀刻的无机材料膜上具备由含有锡的铬系材料构成的硬掩模膜，所述能够通过氟类干蚀刻进行蚀刻的无机材料膜为含有钼和硅的膜，所述含有锡的铬系材料中锡的含量相对于铬的含量以原子比计为0.01倍以上且2倍以下，所述硬掩模膜的含氧的氯类干蚀刻的清除时间与氟类干蚀刻的清除时间之比为1:11以上。2.如权利要求1所述的光掩...

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