[發明專利]光掩模基板以及光掩模制作方法

有效

• 申請號: 200710136300.2
• 申請日: 2007-03-09
• 公開（公告）號: CN101082768A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 吉川博樹;稻月判臣;岡崎智;原口崇;佐賀匡;小島洋介;千葉和明;福島佑一
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社;凸版印刷株式會社
• 主分類號: G03F1/14
• 分類號: G03F1/14;G03F1/08;G03F1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及制造用于半導體集成電路、電荷耦合器件(CCD)、液晶顯示(LCD) 濾色片、磁頭等的微細加工中的光掩模的光掩模基板，以及使用該光掩模基板 制備光掩模的方法。

背景技術

在近來的半導體制造工藝中，對大規模集成電路的更高集成的挑戰日益要 求電路圖案的微型化。日益要求進一步減小構成電路的布線圖案的尺寸，以及 要求用于構成單元的層間連接的接觸孔圖案微型化。因此，在用于形成這樣的 布線圖案和接觸孔圖案的光刻法中的寫入電路圖案的光掩模制造中，需要能夠 精確寫入更微小的電路圖案的技術來滿足微型化的要求。

為了在光掩模襯底上形成更為精確的光掩模圖案，首先要在光掩模基板上 形成高度精確的抗蝕圖案。由于光刻法在實際加工半導體襯底中進行縮小投影， 光掩模圖案具有實際所需的圖案尺寸約4倍的尺寸，但是其精確度沒有相應地 放寬。作為原版的光掩模還需要具有比曝光后的圖案精確度更高的精確度。

此外，在最近流行的刻蝕法中，所要寫入的電路圖案具有遠小于所用光的 波長的尺寸。如果使用僅是電路部件的4倍放大倍率的光掩模圖案，那么由于 諸如發生在實際的光刻法操作中的光學干涉的影響，對應于光掩模圖案的形狀 不會轉移到抗蝕膜。在一些情況下，要減輕這些影響，必須將光掩模圖案設計 成比實際的電路圖案更復雜的形狀，即，應用了所謂的光學鄰近校正(OPC)的 形狀。那么，目前，用于獲得光掩模圖案的光刻法技術還需要更高精確度的加 工方法。光刻法的性能有時用最大分辨率表示。關于分辨率界限，在光掩模加 工工序中涉及到的刻蝕法需要具有等于或大于在使用光掩模的半導體加工工序 中使用的光刻法所必需的分辨率界限的最大分辨率精確度。

通常，光掩模圖案通過在透明襯底上具有光屏蔽膜的光掩模基板上形成光 致抗蝕劑膜，用電子束寫入圖案并顯影以形成抗蝕圖案而形成。使用生成的抗 蝕圖案作為蝕刻掩模，將光屏蔽膜蝕刻成光屏蔽圖案。在使光屏蔽圖案微型化 的嘗試中，如果在微型化之前，將抗蝕膜的厚度保持在與現有技術中的同一水 平進行加工，那么膜厚度對圖案的比例(稱為高寬比)變得更大。結果，抗蝕 圖的輪廓退化了，阻止了有效的圖案轉印，并且在一些情況下，發生抗蝕圖的 破壞或剝落。因此，微型化必然要求抗蝕膜的厚度減小。

另一方面，關于使用抗蝕劑作為蝕刻掩模蝕刻的光屏蔽膜材料，提出了很 多材料。實際上，因為有關于其蝕刻的已知很多發現并且確定了標準工藝，所 以總是使用鉻化合物膜。這種膜的典型是由用于ArF受激準分子激光光刻法的 光掩模基板所必需的鉻化合物組成的光屏蔽膜，其包括具有在JP-A 2003-195479、JP-A?2003-195483和日本專利第3093632號中報告的50到77nm 厚度的鉻化合物膜。

但是，含氧的氯干法蝕刻經常能夠在某種程度上蝕刻有機膜，含氧的氯干 法蝕刻是用于鉻基膜例如鉻化合物膜的普通干法蝕刻工藝。如果通過薄的抗蝕 膜進行蝕刻，那么精確轉印抗蝕圖案是困難的。要抗蝕劑既具有高分辨率且又 具有允許用于高精確度蝕刻的抗蝕刻性，是有些困難的任務。那么，出于實現 高分辨率和高精確度的目的，不得不再考察光屏蔽膜材料從而找到從僅依靠抗 蝕性能的方法到也改進光屏蔽膜性能的方法的轉變。

而且，關于除了鉻基材料以外的光屏蔽膜材料，進行了很多研究。最新研 究的一個例子是在用于ArF受激準分子激光光刻法的光屏蔽膜中使用鉭。見 JP-A?2001-312043。

另一方面，在干法蝕刻期間使用硬模以減少抗蝕劑上的負荷始終是一般的 做法。例如，JP-A?63-85553公開了用SiO₂膜覆蓋的MoSi₂，其在使用氯氣的MoSi₂干法蝕刻期間作為蝕刻掩模使用。它描述了SiO₂膜也能作為減反射膜起作用。

自從過去，對金屬硅化物膜，特別是硅化鉬膜一直在進行研究。例如，它 們在JP-A?63-85553、JP-A?1-142637和JP-A?3-116147中被公開，其全部基本 上使用硅和鉬＝2∶1的膜。而且，JP-A?4-246649公開了金屬硅化物膜。實際 的制作工藝通過改進常規的鉻基光屏蔽膜來適應微型化的要求。