[发明专利]光掩模制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光掩模的制造方法，该光掩模用于半导体集成电路、电荷耦合器件(CCD)、液晶显示(LCD)彩色滤色器、磁头等的微细加工中。

背景技术

在最近的半导体加工技术中，对于大规模集成电路的更高集成度的挑战向电路图案的微型化提出了日益增加的要求。存在着对于进一步降低构成电路的布线图案的尺寸、以及用于构成单元的层间连接的接触孔图案的微型化的日益增加的要求。结果，在形成这种布线图案以及接触孔图案的光学光刻中使用的、电路图案写入的光掩模的制造中，需要能够准确写入更微细的电路图案的技术以满足微型化需求。

为了在光掩模衬底上形成更精确的光掩模图案，第一优先考虑的是，在光掩模坯料上形成高精度抗蚀图。由于在实际加工半导体衬底中光学光刻进行缩小投影，因此光掩模图案具有实际所需图案尺寸约4倍的尺寸，但是精度并未相应降低。用作原版(original)的光掩模更需要具有比后面曝光的图案精度更高的精度。

此外，在当前主流的光刻中，待写入的电路图案具有比使用的光的波长小得多的尺寸。如果使用仅为电路特征的4倍放大的光掩模图案，那么由于各种影响例如在实际光学光刻操作中发生的光学干涉，对应于光掩模图案的形状不能被转印至抗蚀膜。为了减轻这些影响，在一些情形中，必须将光掩模图案设计成比实际电路图案更复杂的形状，即，施加了所谓的光学邻近校正(OPC)的形状。然后，在目前，用于获得光掩模图案的光刻技术还需要更高精度的加工方法。光刻性能有时用最大分辨率代表。至于分辨率极限，光掩模加工步骤中涉及的光刻具有的最大分辨率精度需要等于或大于用于使用光掩模的半导体处理步骤中对光学光刻技术的所需要的分辨率极限。

通常，通过在透明衬底上具有遮光膜的光掩模坯料上形成光致抗蚀剂膜，使用电子束写入图案、以及显影以形成抗蚀图而形成光掩模图案。使用获得的抗蚀图作为蚀刻掩模，将遮光膜蚀刻成遮光图案。在微型化遮光图案的尝试中，如果在将抗蚀膜的厚度与保持为微型化之前的技术中的同样水平的同时进行加工，那么膜厚与图案宽度的比值(称为高宽比)变得更高。结果，抗蚀图的轮廓劣化，妨碍了有效的图案转印，并在一些情形中，发生抗蚀图的毁坏或剥离。因此，微型化必然需要抗蚀膜的厚度降低。

至于遮光膜材料，在现有技术中使用铬基材料。专利文件1中描述了硅基

料例如含有硅的材料或者含有硅和过渡金属的材料，对最高200nm波长的曝光用光具有良好的遮光性能，可允许氟干法蚀刻，该氟干法蚀刻对抗蚀图引起最小的损坏，并因此可以以更高精度进行加工。当这些材料与使用铬基材料的硬掩模的蚀刻技术结合时，更高精度的加工变为可能(参见专利文件2)。因此，认为由硅基材料形成的膜有希望成为下一代的遮光膜。

引证列表

专利文件1：JP-A 2007-241065

           (US 2007212618，EP 1832925，CN 101261440)

专利文件2：JP-A 2007-241060

           (US 2007212619，EP 1832926)

专利文件3：JP-A 2006-146152

专利文件4：JP-A S63-85553

专利文件5：JP-A 2001-027799

专利文件6：JP-A 2006-078807

           (US 7,691,546，EP 1801647)

发明概述

当对光掩模要求进一步微型化以及更高精度时，在掩模加工中使用的抗蚀膜需更具有更高的抗蚀刻性，以便取得更高的分辨率以及更好的转印性能。由于上述原因，还必须降低抗蚀膜的厚度。另一方面，使用铬基材料的蚀刻掩模对硅基材料的遮光膜进行图案化加工必须采用含氧的氯基气体用于蚀刻，该气体对抗蚀膜赋予很大的负荷。如果需要进一步降低抗蚀膜的厚度以及比现有技术更高的精度，那么精度的改善能达到极限。

本发明的一个目的是提供一种加工具有遮光膜的光掩模坯料的方法，该遮光膜主要由含有过渡金属的硅基材料层构成，该材料层具有更好的光学性能，并具有以更高精度对光掩模进行高精度加工的能力，即使当使用较薄的抗蚀膜时，该方法仍可精确加工。