[發明專利]刻蝕掩模膜的測評

有效

• 申請號: 201210543905.4
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103123441A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 五十嵐慎一;吉川博樹;稻月判臣;金子英雄
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: G03F1/44
• 分類號: G03F1/44;G03F1/80;G03F1/32
• 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: 李躍龍

技術領域

本發明涉及一種測評光掩模坯料的刻蝕掩模膜的方法，將該光掩模坯料進行加工以形成光掩模，該光掩模用于半導體集成電路、電荷耦合器件(CCD)、液晶顯示(LCD)濾色器、磁頭等的微細加工中。更具體地，連同包含圖案形成膜和刻蝕掩模膜的光掩模坯料，本發明涉及一種測評刻蝕掩模膜的方法。

背景技術

在最近的半導體加工技術中，對于大規模集成電路的更高集成度的挑戰向電路圖案的微型化提出了日益增加的要求。存在著對于進一步降低構成電路的布線圖案的尺寸、以及用于構成單元的層間連接的接觸孔圖案的微型化的日益增加的要求。結果，在形成這種布線圖案以及接觸孔圖案的光學光刻中使用的、寫入了電路圖案的光掩模的制造中，需要能夠準確寫入更微細的電路圖案的技術以滿足微型化需求。

為了在光掩模襯底上形成更精確的光掩模圖案，第一優先考慮的是，在光掩模坯料上形成高精度抗蝕圖。由于在實際加工半導體襯底中光學光刻進行縮小投影，因此光掩模圖案具有實際所需圖案尺寸約4倍的尺寸，但是精度并未相應降低。用作原版(original)的光掩模更需要具有比曝光后的圖案精度更高的精度。

此外，在當前主流的光刻中，待寫入的電路圖案具有比使用的光的波長小得多的尺寸。如果使用僅為電路特征的4倍放大的光掩模圖案，那么由于各種影響例如在實際光學光刻操作中發生的光學干涉，對應于光掩模圖案的形狀不能被轉印至抗蝕膜。為了減輕這些影響，在一些情形中，必須將光掩模圖案設計成比實際電路圖案更復雜的形狀，即，施加了所謂的光學鄰近校正(OPC)的形狀，或必須在考慮光學干涉的同時進行光掩模圖案設計。因而，在目前，用于獲得光掩模圖案的光刻技術還需要更高精度的加工方法。光刻性能有時用最大分辨率代表。至于分辨率極限，光掩模加工步驟中涉及的光刻要求具有的最大分辨率精度等于或大于用于使用光掩模的半導體處理步驟中對光學光刻技術所需要的分辨率極限。

通常，通過在透明襯底上具有遮光膜的光掩模坯料上施加光致抗蝕劑膜，使用電子束寫入圖案、以及顯影以形成抗蝕圖而形成光掩模圖案。使用獲得的抗蝕圖作為刻蝕掩模，將遮光膜刻蝕成遮光圖案。在使遮光圖案微型化的嘗試中，如果在將抗蝕膜的厚度保持為微型化之前的技術中的同樣水平的同時進行加工，那么膜厚與圖案寬度的比值(稱為“高寬比”)變得更高。結果，抗蝕圖案的輪廓劣化，妨礙了有效的圖案轉印，并在一些情形中，發生抗蝕圖的毀壞或剝離。因此，必須降低抗蝕膜的厚度以促成微型化。

至于要通過作為刻蝕掩模的抗蝕圖案進行刻蝕的遮光膜材料，在現有技術中已知很多種材料。特別地，在實踐中使用鉻化合物膜，因為可獲得很多關于刻蝕的教導，并且其加工已被確立為標準加工。例如，在JP-A?2003-195479中公開了具有適合于ArF準分子激光刻蝕的鉻化合物構成的遮光膜的光掩模坯料。特別地，描述了一種具有50-77nm厚度的鉻化合物膜。

用于鉻基膜例如鉻化合物膜的典型干法刻蝕工藝是含氧的氯基干法刻蝕，其相對于有機膜具有一定的可刻蝕性。因而，當由于上述原因通過更薄的抗蝕膜進行刻蝕以轉印更精細尺寸的圖案時，抗蝕膜可在刻蝕期間受損。因而，難以精確地轉印抗蝕圖案。為了滿足微型化和精度的雙重需求，再次研究遮光材料從而有利于遮光膜的加工，而不僅僅是完全依賴于抗蝕性能提高的當前趨勢，變得有必要。

關于遮光膜材料，與現有技術中使用的鉻基材料相比，硅基材料(例如含硅材料、或硅及過渡金屬)允許高精度加工。這是因為硅基材料對于200nm或更短的曝光光具有良好的遮光特性，并且能夠通過氟基干法刻蝕加工，這給抗蝕圖案帶來最少的損傷。參見JP-A?2007-241065。

關于使用刻蝕掩模的高精度加工技術，JP-A?2007-241060公開了如果使用鉻基材料作為刻蝕掩模來加工硅基材料的遮光膜，那么與圖案依賴性和側面刻蝕有關的加工誤差得到降低。因而，與鉻基材料的刻蝕掩模膜組合的硅基材料的遮光膜被認為是有前景的下一代遮光材料。

引證列表

專利文獻1：JP-A?2003-195479

專利文獻2：JP-A?2007-241065

專利文獻3：JP-A?2007-241060

(US20070212619，EP1832926)

發明內容