光掩模坯制造技術

光掩模坯包括鉻系材料膜作為遮光膜，其中該鉻系材料膜具有至少0.050/nm的波長193nm下的每單位厚度的光學密度，并且該鉻系材料膜具有對應于50nm以下的翹曲量的拉伸應力或壓縮應力。本發明專利技術提供具有鉻系材料的薄膜的光掩模坯，該鉻系材料的薄膜在保持高的每單位膜厚度的光學密度的同時膜應力降低。這使得能夠進行鉻系材料膜的高精度圖案化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及作為光掩模的原料的光掩模坯(photomaskblank)，該光掩模用于半導體集成電路、電荷耦合器件(CCD)、液晶顯示器(LCD)濾色器、磁頭等的微細加工。
技術介紹
在最近的半導體加工技術中，向大規模集成電路的更高集成的趨勢尤其對電路圖案的微型化產生不斷增長的需求。對于構建電路的配線圖案的尺寸的進一步減小以及對于用于構建單元的層間連接的接觸孔圖案的微型化的需求不斷增加。因此，在形成這樣的配線圖案和接觸孔圖案的光刻法中使用的帶有電路圖案的光掩模的制造中，也需要能夠進行更精細電路圖案的精確寫入的技術以滿足微型化需求。為了在光掩模基板上形成更高精度的光掩模圖案，最優先的是在光掩模坯上形成高精度抗蝕劑圖案。由于在實際加工半導體基板中采用的光刻法包括縮小投影(reductionprojection)，光掩模圖案具有實際需要的圖案尺寸的約4倍的尺寸，但精度要求并沒有相應地緩和。反而要求作為原型的光掩模具有比曝光后獲得的圖案精度高的精度。進而，在目前盛行的光刻法中，被寫入的電路圖案具有比使用的光的波長小得多的特征尺寸。如果使用只為電路特征的四倍放大率的光掩模圖案，由于在實際的光刻操作中發生的光學干涉等的影響，無法將完全對應于光掩模圖案的形狀轉印于抗蝕劑膜。為了減輕這些影響，一些情況下，要求將光掩模圖案設計為比實際的電路圖案更復雜的形狀，即，通過應用所謂的光學近鄰效應修正(OPC)等而得到的形狀。因此，目前，用于得到光掩模圖案的光刻技術也要求更高精度的加工方法。有時用最大分辨率表示光刻性能。關于分辨率限度，要求光掩模加工步驟中涉及的光刻法具有如下的最大分辨率精度，其等于或大于使用光掩模的半導體加工步驟中涉及的光刻法所必需的分辨率限度。由在透明基板上具有光學膜(例如，遮光膜或相移膜)的光掩模坯，通常通過在該坯上涂布光致抗蝕劑膜，使用電子束寫入圖案，和顯像以形成抗蝕劑圖案，從而形成光掩模圖案。使用得到的抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模，于是將該光學膜蝕刻成光學膜圖案。在將光學膜圖案微型化的嘗試中，如果以與微型化嘗試前的現有技術相同的水平保持抗蝕劑膜的厚度的同時進行加工，稱為縱橫比的膜厚度與特征寬度之比變得較高。結果，使抗蝕劑圖案輪廓劣化以防止有效的圖案轉印，一些情況下，能夠發生抗蝕劑圖案坍塌或剝離。因此，需要根據微型化的程度來使抗蝕劑膜的厚度減小。但是，隨著抗蝕劑膜變得較薄，在光學膜的干蝕刻的過程中抗蝕劑圖案更容易損壞，不希望地導致轉印的圖案的尺寸精度的降低。使用較薄的抗蝕劑膜制備高精度光掩模的一種已知的方法包括形成與光學膜(例如，遮光膜或半色調相移膜)分開的膜作為加工輔助膜。具體地，在抗蝕劑膜與光學膜之間形成硬掩模膜(hardmaskfilm)，將抗蝕劑圖案轉印于該硬掩模膜，然后使用得到的硬掩模圖案進行光學膜的干蝕刻。JP-A2007-241060(專利文獻1)公開了采用其形成較精細圖案的例示方法。為了建立較精細的光刻技術，盡管較薄的膜，遮光膜由能夠遮蔽ArF準分子激光的硅化合物和過渡金屬的材料形成，并且將鉻系材料膜用作用于加工遮光膜的硬掩模膜，由此較高精度的加工變得可能。JP-A2010-237499(專利文獻2)也公開了與專利文獻1同樣構成的光掩模，其中硬掩模膜為多層結構以致可使其沉積過程中引入的應力減輕以由此防止光掩模的制備過程中加工精度的任何降低。引用列表專利文獻1：JP-A2007-241060專利文獻2：JP-A2010-237499專利文獻3：JP-AH07-140635
技術實現思路
根據浸入式光刻法、雙重圖案化法等的引入，確實地將使用ArF準分子激光的光刻法的技術的壽命周期延長到作為半導體加工標準的20-nm結點(node)。存在ArF光刻法將應用于更精細結構的可能性。對于形成這樣的精細圖案的光掩模，自然使允許的誤差減小并且高精度圖案化是必要的。此外，將多個光掩模用于形成器件的多層結構，需要高重疊精度。此外，隨著圖案微型化發展，應提高重疊精度。但是，在遮光膜中產生應力時，產生下述問題。通過對光掩模坯進行步驟例如用抗蝕劑涂布、曝光、顯像、蝕刻和抗蝕劑的剝離來進行遮光膜的圖案化時，使遮光膜中存在的膜應力部分地釋放，導致應變的產生。結果，在最終得到的光掩模圖案中產生應變。如果光掩模中存在這樣的應變，則使光掩模的圖案位置精度降低。作為用于使鉻系材料膜中的膜應力減小的方法，可提高該膜的氧含量。但是，氧含量的增加傾向于提高透射率。因此，為了得到所需的光學密度(opticaldensity，光密度)，需要膜厚度的增大。精細圖案的情況下，膜厚度的增大會使縱橫比提高到這樣的程度以產生例如圖案坍塌的問題。因此，厚遮光膜不適合需要精細加工的光掩模的制造。因此，本專利技術的目的在于提供具有鉻系材料的薄膜作為遮光膜等使用的光掩模坯，該鉻系材料的薄膜具有高的每單位膜厚度的光學密度和低的膜應力。本專利技術人發現，將鉻系材料膜用作遮光膜，該鉻系材料膜具有至少0.050/nm的在波長193nm下的每單位膜厚度的光學密度，并且在具有152mm見方尺寸(squaredimension，方形尺寸)和6.35mm厚度的石英基板上形成該鉻系材料膜，并且在至少150℃的溫度下進行熱處理歷時至少10分鐘時，該鉻系材料膜具有對應于50nm以下的翹曲量的拉伸應力或壓縮應力時，能夠提供具有鉻系材料的遮光膜的光掩模坯，其在保持高的每單位膜厚度的光學密度的同時膜應力降低。因此，一個方面中，本專利技術提供光掩模坯，其包括石英基板和在該石英基板上形成的鉻系材料膜，其中該鉻系材料膜為遮光膜，該鉻系材料膜具有至少0.050/nm的在波長193nm下的每單位膜厚度的光學密度，在具有152mm見方尺寸和6.35mm厚度的石英基板上形成該鉻系材料膜，并且在至少150℃的溫度下進行熱處理歷時至少10分鐘時，該鉻系材料膜具有對應于50nm以下的翹曲量的拉伸應力或壓縮應力。在上述的光掩模坯中，優選地，該翹曲量為30nm以下。在上述的光掩模坯中，優選地，每單位膜厚度的光學密度為至少0.054/nm。在上述的光掩模坯中，優選地，該鉻系材料膜具有4nm-50nm的范圍內的厚度。在上述的光掩模坯中，優選地，該熱處理的溫度為300℃以下。在上述的光掩模坯中，優選地，該鉻系材料膜含有選自由氮、氧、...

【技術保護點】
光掩模坯，包括石英基板和在該石英基板上形成的鉻系材料膜，其中該鉻系材料膜為遮光膜，該鉻系材料膜具有至少0.050/nm的在波長193nm下的每單位膜厚度的光學密度；和在具有152mm見方尺寸和6.35mm厚度的石英基板上形成該鉻系材料膜，并且在至少150℃的溫度下進行熱處理歷時至少10分鐘時，該鉻系材料膜具有對應于50nm以下的翹曲量的拉伸應力或壓縮應力。

【技術特征摘要】
2014.09.12 JP 2014-1863131.光掩模坯，包括石英基板和在該石英基板上形成的鉻系材料膜，
其中該鉻系材料膜為遮光膜，
該鉻系材料膜具有至少0.050/nm的在波長193nm下的每單位膜厚
度的光學密度；和
在具有152mm見方尺寸和6.35mm厚度的石英基板上形成該鉻系材
料膜，并且在至少150℃的溫度下進行熱處理歷時至少10分鐘時，該
鉻系材料膜具有對應于50nm以下的翹曲量的拉伸應力或壓縮應力。
2.權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：深谷創一，稻月判臣，
申請(專利權)人：信越化學工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP