[發(fā)明專利]濺射沉積方法、濺射系統(tǒng)、光掩模坯料的制造及光掩模坯料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410738665.2
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104694901A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 笹本纮平;深谷創(chuàng)一;中川秀夫;稻月判臣
• 申請（專利權(quán)）人: 信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號: C23C14/54
• 分類號: C23C14/54;C23C14/34;C23C14/14;G03F1/68
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用同時(shí)濺射兩個(gè)或更多個(gè)靶材的共沉積技術(shù)的濺射沉積方法，適用于該濺射沉積方法的濺射系統(tǒng)，使用該濺射沉積方法或?yàn)R射系統(tǒng)制造具有在透明襯底上沉積的功能膜的光掩模坯料的方法，以及使用該濺射沉積方法或?yàn)R射系統(tǒng)制造的光掩模坯料。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中，對于進(jìn)一步減小圖案特征尺寸，研究和開發(fā)努力在繼續(xù)。對較高集成的大規(guī)模集成電路的挑戰(zhàn)對于電路圖案的微型化提出日益增加的需求。對于構(gòu)造電路的布線圖案尺寸的進(jìn)一步縮小和用于構(gòu)造槽的層間連接的接觸孔圖案的微型化存在日益增加的需求。因此，在用于形成這樣的布線圖案和接觸孔圖案的光刻法的包含圖案的光掩模的制造中，需要能夠精確地寫入較精細(xì)的電路圖案的技術(shù)以滿足微型化需求。

當(dāng)通過光刻法在半導(dǎo)體襯底上形成圖案時(shí)，經(jīng)常使用縮小投影(reduction?projection)。因而光掩模包含圖案，其具有的尺寸為在半導(dǎo)體襯底上形成的圖案尺寸的約4倍。然而，這并不意味著與在半導(dǎo)體襯底上形成的圖案相比，對于在光掩模上形成的圖案所需要的精度放松。相當(dāng)需要在光掩模上形成的充當(dāng)原型的圖案具有比在曝光后形成的實(shí)際圖案高的精度。

此外，在目前盛行的光刻法中，待寫入的電路圖案具有的特征尺寸遠(yuǎn)小于所使用的光的波長。如果提供的光掩模具有的圖案僅為半導(dǎo)體襯底上的電路圖案尺寸的4倍放大，那么歸因于影響例如在曝光期間的光學(xué)干涉，沒有將對應(yīng)于光掩模圖案的所需形狀傳遞到抗蝕劑膜。

為了減小如光學(xué)干涉這樣的影響，在一些情況下，必須將光掩模圖案設(shè)計(jì)成比實(shí)際圖案更加復(fù)雜的形狀。例如，通過將光學(xué)鄰近校正(OPC)應(yīng)用于實(shí)際的電路圖案來設(shè)計(jì)這樣的形狀。

與電路圖案尺寸的微型化聯(lián)合，用于獲得光掩模圖案的光刻法技術(shù)還需要較高精度的加工方法。光刻性能有時(shí)由最大分辨率表示。如上所述，需要在光掩模上形成的充當(dāng)原型的圖案具有比在曝光后形成的實(shí)際圖案高的精度。

通常由在透明襯底上具有光屏蔽膜的光掩模坯料通過在該坯料上涂覆抗蝕劑膜和使用電子束寫入圖案(即曝光)來形成光掩模圖案。使曝光的抗蝕劑膜顯影以形成抗蝕劑圖案。采用制作了所得的抗蝕劑圖案的刻蝕掩模，隨后將光屏蔽膜刻蝕成光屏蔽膜圖案。該光屏蔽膜圖案變成光掩模圖案。

在這一點(diǎn)上，必須與光屏蔽圖案的微型化程度一致地減小抗蝕劑膜的厚度。在形成精細(xì)光屏蔽膜圖案同時(shí)保持抗蝕劑膜的厚度不變的嘗試中，稱作縱橫比的抗蝕劑膜厚度與光屏蔽圖案尺寸的比例變得較大。因此，抗蝕劑圖案輪廓劣化，防止了有效的圖案傳遞。在一些情況下，抗蝕劑膜將塌陷或剝離。

作為在透明襯底上形成的光屏蔽膜的材料，至今已提出了許多材料。實(shí)際上，由于鉻化合物的刻蝕行為是公知的，因而使用它們。鉻基材料膜的干法刻蝕通常為氯基干法刻蝕。然而，氯基干法刻蝕通常相對于有機(jī)膜具有一定水平的刻蝕能力。出于這個(gè)原因，當(dāng)在薄抗蝕劑膜中形成圖案并且采用制作了抗蝕劑圖案的刻蝕掩模刻蝕光屏蔽膜時(shí)，還可通過氯基干法刻蝕將抗蝕劑圖案刻蝕至不可忽略的程度。因此，待傳遞到光屏蔽膜的所需抗蝕劑圖案沒有得到精確地傳遞。

為了避免這樣的不便，需要具有較大耐刻蝕性的抗蝕劑材料，但是這在本領(lǐng)域尚為未知的。出于這個(gè)原因，需要具有高加工精度的光屏蔽膜材料以便形成具有高分辨率的光屏蔽膜圖案。關(guān)于具有比現(xiàn)有技術(shù)材料高的加工精度的光屏蔽膜材料，報(bào)道了嘗試將一定量的輕元素納入鉻化合物中以加快光屏蔽膜的刻蝕速率。

例如，專利文件1公開了一種材料，其基于鉻(Cr)和氮(N)并且在X射線衍射法上表現(xiàn)出基本上歸于CrN(200)的衍射峰。當(dāng)通過氯基干法刻蝕加工由這種材料制得的光屏蔽膜時(shí)，增加了干法刻蝕速率，并且減少了在干法刻蝕期間抗蝕劑膜的膜厚度損失。

專利文件2公開了一種具有光屏蔽膜的光掩模坯料，該光屏蔽膜具有鉻基化合物組成，與現(xiàn)有技術(shù)膜相比將該組成改變成富含輕元素、低鉻的組成。即，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)該組成、膜厚度和層合結(jié)構(gòu)，從而獲得所需的透射率T和反射率R，同時(shí)加快干法刻蝕。

當(dāng)使用基于鉻基化合物和具有向其添加的輕元素的光屏蔽膜材料時(shí)，必須設(shè)計(jì)光屏蔽膜，使得不僅改進(jìn)其刻蝕速率，而且還確保了必要的光學(xué)性質(zhì)，因?yàn)槠錇楣鈱W(xué)膜。這對膜設(shè)計(jì)的自由度施加了限制。此外，當(dāng)使用具有向其添加輕元素的鉻基化合物作為硬掩模膜時(shí)而不是作為光屏蔽膜時(shí)(硬掩模膜用于光屏蔽膜的加工)，確保必要功能的可用輕元素的范圍受到適當(dāng)?shù)?duely)限制。在這種情況下膜設(shè)計(jì)的自由度也受到限制。

引文列表：

專利文件1：WO?2007/074806