[發明專利]光掩模坯料及其制造方法、光掩模、圖案轉印方法及濺射裝置

有效

• 申請號: 201310182559.6
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103424984B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 吉川博樹;深谷創一;稻月判臣;中川秀夫
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: G03F1/62
• 分類號: G03F1/62
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金龍河;穆德駿

本發明涉及光掩模坯料及其制造方法、光掩模、圖案轉印方法及濺射裝置。本發明提供光學濃度等特性的偏差小且缺陷少品質高、并且具有高蝕刻速度的功能性膜的制造技術。本發明的光掩模坯料的制造方法中，在制造透明襯底上具備至少一層功能性膜的光掩模坯料時，功能性膜由含有鉻元素和與鉻的混合體系成為液相的溫度為400℃以下的金屬元素的鉻系材料構成，在形成該功能性膜的工序中，使鉻靶(靶A)和以至少一種所述金屬元素作為主要成分的靶(靶B)同時濺射(共濺射：Co?Sputtering)。另外，除了可以采用上述靶A和靶B各使用一個的方式以外，還可以采用其中任意一種靶使用多個的方式或兩種靶都使用多個的方式。

技術領域

本發明涉及光掩模坯料及其制造方法、由該光掩模坯料得到的光掩模、以及使用其的圖案轉印方法。

背景技術

在半導體技術領域中，正在進行用于圖案的進一步微細化的研究開發。特別是近年來，隨著大規模集成電路的高集成化，進行電路圖案的微細化、布線圖案的細線化、或者用于構成存儲單元(cell)的層間布線的接觸孔圖案的微細化等，對微細加工技術的要求日益增高。

隨之，在微細加工時的光刻工序中使用的光掩模的制造技術領域中，也要求開發用于形成更微細并且正確的電路圖案(掩模圖案)的技術。

通常，通過光刻技術在半導體襯底上形成圖案時，進行縮小投影。因此，形成在光掩模上的圖案的尺寸達到形成在半導體襯底上的圖案的尺寸的4倍左右。但是，這并不意味著形成在光掩模上的圖案所要求的精度與形成在半導體襯底上的圖案相比變得寬松。對于形成在作為原版的光掩模上的圖案而言，反而要求曝光后得到的實際的圖案以上的高精度。

在目前的光刻技術領域中，描繪的電路圖案的尺寸遠遠低于曝光中使用的光的波長。因此，在單純地使電路圖案的尺寸達到4倍而形成光掩模的圖案的情況下，由于在曝光時產生的光的干涉等的影響而得到不能將本來的形狀轉印到半導體襯底上的抗蝕劑膜上的結果。

因此，通過使形成在光掩模上的圖案形成為比實際的電路圖案更復雜的形狀，有時也會減輕上述光的干涉等的影響。作為這樣的圖案形狀，例如，有對實際的電路圖案實施了光學鄰近效應校正(OPC：Optical Proximity Correction)的形狀。

這樣，隨著電路圖案尺寸的微細化，在用于形成光掩模圖案的光刻技術中，也要求更高精度的加工方法。光刻性能有時用極限分辨率表現，但如上所述，對形成在作為原版的光掩模上的圖案要求曝光后得到的實際的圖案以上的高精度。因此，用于形成光掩模圖案的分辨極限也要求與在半導體襯底上進行圖案形成時的光刻所需要的分辨極限同等程度或其以上的分辨極限。

形成光掩模圖案時，通常，在透明襯底上設置有遮光膜的光掩模坯料的表面上形成抗蝕劑膜，并利用電子束進行圖案的描繪(曝光)。然后，對曝光后的抗蝕劑膜進行顯影而得到抗蝕劑圖案后，將該抗蝕劑圖案作為掩模對遮光膜進行蝕刻，從而得到遮光(膜)圖案。這樣得到的遮光(膜)圖案成為光掩模圖案。

此時，上述抗蝕劑膜的厚度需要根據遮光圖案的微細化的程度變薄。這是由于，在維持抗蝕劑膜的厚度的狀態下要形成微細的遮光圖案的情況下，抗蝕劑膜厚與遮光圖案尺寸之比(深寬比)增大，由于抗蝕劑圖案的形狀變差而不能良好地進行圖案轉印，或者抗蝕劑圖案倒塌或產生剝落。

作為設置在透明襯底上的遮光膜的材料，至今提出了很多材料，但從對蝕刻的見解多等理由出發，在實際應用中使用鉻化合物。

鉻系材料膜的干蝕刻通常通過氯類干蝕刻進行。但是，氯類干蝕刻多數對于有機膜也具有一定程度的蝕刻能力。因此，在薄抗蝕劑膜上形成抗蝕劑圖案并將其作為掩模對遮光膜進行蝕刻時，通過氯類干蝕刻，抗蝕劑圖案也被蝕刻至不能無視的程度。結果，應該轉印到遮光膜上的本來的抗蝕劑圖案沒有被正確地轉印。

為了避免這樣的不良情況，要求蝕刻耐性優良的抗蝕劑材料，但尚未獲知這種抗蝕劑材料。出于這樣的理由，需要用于得到高分辨力的遮光(膜)圖案的、加工精度高的遮光膜材料。