[發明專利]蝕刻方法和光掩模坯料的加工方法

有效

• 申請號: 201010270048.6
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101968605A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 五十嵐慎一;稻月判臣;金子英雄;吉川博樹;木名瀨良紀
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: G03F1/08
• 分類號: G03F1/08;H01L21/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及一種用于對形成于襯底上的加工層(待加工層)進行圖形化的干蝕刻方法，并涉及一種采用該干蝕刻方法處理光掩模坯料的方法，其中該光掩模坯料作為用于半導體集成電路、CCD(電荷耦合器件)、LCD(液晶顯示器)濾色器、磁頭等的精細加工的光掩模的坯料。

背景技術

近年來在半導體加工領域，實現電路圖形的微型化變得越來越有必要，特別是由于LSI(大規模集成電路)趨向于更高的集成密度。因此，對于降低構成電路的布線圖形線寬的技術以及將單元結構中形成用于層間布線的接觸孔圖形微型化的技術的需求與日俱增。因此，在其上刻有電路圖形并用于光刻形成布線圖形或接觸孔圖形的光掩模的制造中，為適應微型化的發展也要求更細微且更精確地刻畫電路圖形的技術。

為了在光掩模襯底上形成更精確的光掩模圖形，首先，有必要在光掩模坯料上形成高精度的抗蝕劑圖形。在實際加工半導體襯底時的光刻中，要進行縮小投影。因此，光掩模圖形的尺寸大約是實際所需圖形尺寸的四倍。然而，精度的要求并非如此寬松。相反，用作原版的光掩模所要求的精度要高于曝光后得到的圖形所要求的精度。

進一步，在目前實施的光刻中，待刻畫的電路圖形的尺寸明顯小于所用光的波長。因此，如果只簡單地通過將電路形狀放大四倍而形成光掩模圖形，由于實際光刻中產生的光干涉的影響等，與光掩模圖形精確一致的形狀將不能轉移至抗蝕劑膜。為降低這些影響，有時候可能需要將光掩模圖形加工成比實際電路圖形更復雜的形狀(通過應用所謂的OPC(光學臨近效果校正)等得到的形狀)。因此，在用于獲得光掩模圖形的光刻技術中，目前也需要更高精度的加工方法。光刻的性能往往由極限分辨率代表。作為分辨率極限，對于光掩模加工步驟中所采用的光刻技術來說，需要與在使用光掩膜的半導體加工步驟中使用的光刻所必須的分辨率極限同等程度的極限分辨率精度。

光掩模圖形的形成通常是這樣進行的，在透明襯底上具有遮光膜的光掩模坯料上面形成光致抗蝕劑膜，使用電子束刻畫圖形，通過顯影得到抗蝕劑圖形，并且隨后利用得到的抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模來蝕刻該遮光膜，從而將該遮光膜加工成遮光圖形。在對該遮光圖形進行微型化時，如果嘗試實施該加工而保持該抗蝕劑膜的厚度與微型化之前的厚度處于相同水平，膜厚與圖形的比率，即所謂的高寬比，將變得較高。這將引起抗蝕劑圖形形狀的劣化，使其不可能得到滿意的圖形轉移，或者可能導致該抗蝕劑圖形的崩裂或剝落。因此，隨著微型化的發展，有必要降低抗蝕劑膜的厚度。

另一方面，當用作遮光膜材料時，硅基材料如含硅的材料或含硅和過渡金屬的材料對用波長200nm以下的曝光光具有優異的遮光特性，可通過不易破壞抗蝕劑圖形的氟基干蝕刻進行加工，并且與迄今為止所用的鉻基材料相比，能以較高的精度進行加工(JP-A?2007-241065)。另外，已經發現，當為了實現具有更高精度的加工而將此技術與使用自鉻基材料形成的硬掩模的技術相結合時，有可能以更高精度實施加工(JP-A?2007-241060)。因此，作為下一代的遮光膜，由硅基材料膜組成的遮光膜被認為是有前途的。

下列參考文獻與本發明有關。

JP-A?2007-241065；JP-A?2007-241060；JP-A?2006-146152；

JP-A?S63-85553；JP-A?2001-27799；JP-A?2006-078807

發明內容

在干蝕刻時采用硬掩模技術的干蝕刻方法是通過利用硬掩模層與加工層(待處理層)之間的蝕刻選擇性而實現高精度加工的方法。自然，蝕刻硬掩模層的條件與通過利用該硬掩模圖形加工的加工層的蝕刻條件不同。在此情況下，兩個蝕刻工藝所用的蝕刻氣體系統本身各不相同。因此，當使用同一腔室時，通過切換不同蝕刻氣體系統的氣體種類本身而對硬掩模層和加工層進行連續蝕刻是不現實的。在根據相關技術的方法中，通過將與所述兩種層分別對應的蝕刻氣體導入不同的腔室進行兩種蝕刻工藝已是常見做法。因此，在根據相關技術的方法中，在該硬掩模層的干蝕刻完成后，必然包括將中間工件從腔室中取出的操作。然而，將中間工件從腔室中取出或者移動的步驟增加了產生缺陷的可能性，并且因此，優選這些步驟的數目盡可能少。

本發明正是為解決上述問題而完成的。因此，本發明的目的是提供一種蝕刻方法，該方法在同一腔室中并且以連續的方式在采用硬掩模技術的同時，使得對由硬掩模層以及相對于該硬掩模層具有蝕刻選擇性的加工層所構成的多層膜實施干蝕刻成為可能，并且提供一種基于該蝕刻方法的應用的光掩模坯料的加工方法。