[发明专利]光掩模坯料及光掩模的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在具有高精度的微细图案的半导体集成电路等的制造中使用的光掩模坯料及光掩模的制造方法。

背景技术

近年来，随着大规模集成电路（LSI）等的半导体设备的高集成化，电路图案的微细化不断发展。为了实现这样的微细的电路图案，要求构成电路的配线图案及接触孔图案的细线化。这些图案化一般通过使用光掩模的光刻法形成，所以要求将作为原版的光掩模的图案以微细且高精度的方式形成。

作为光掩模图案的制作，一般是在形成在玻璃基板等的透明性基板上的具有遮光膜的光掩模坯料上形成抗蚀剂膜、然后在该抗蚀剂膜上通过光或电子束描绘图案、将描绘了图案的抗蚀剂膜显影而形成抗蚀剂图案、将该抗蚀剂图案作为蚀刻掩模而将遮光膜蚀刻、形成由遮光部和透光部构成的图案（光掩模图案）的方法。随着光掩模图案的微细化，在描绘中，电子束曝光为主流，此外，在蚀刻中使用气体等离子的干式蚀刻为主流。

在图案的描绘中使用的电子束描绘装置为了随着图案微细化的要求而得到高分辨率，高加速电压化不断发展。但是，如果电子束的加速电压较高，则在描绘抗蚀剂时透过抗蚀剂膜的电子量增加，有抗蚀剂的灵敏度下降的问题。

因此，在光掩模的制作中使用的抗蚀剂中，灵敏度较高的化学增强型抗蚀剂为主流。代表性的化学增强型抗蚀剂是使用了通过光或电子束产生氧的所谓的光氧发生剂的抗蚀剂。负型抗蚀剂是发挥作用以使通过照射光或电子束产生的氧发生交联反应、使与该部分的溶剂（显影剂）相对的溶解性下降的抗蚀剂。正型抗蚀剂是发挥作用以使通过照射光或电子束而产生的氧脱离树脂的保护基、提高溶解性的抗蚀剂。产生的氧作为触媒作用，开始或促进接下来的反应等，引起连锁的反应。因此，这样的化学增强型抗蚀剂尽管是高灵敏度，但具有高分辨率的优点（例如参照专利文献1）。

作为光掩模坯料的遮光膜，铬类化合物是主流。将这样的由铬类化合物构成的遮光膜层叠到透明性基板上或由硅类化合物构成的移相膜（日本語：位相シフト膜）上。此外，还提出了使用硅类化合物作为遮光膜、在其上层叠由铬类化合物或铬金属膜构成的硬掩模或防反射膜的光掩模坯料（例如参照专利文献2）。

但是，在含有铬的膜上设置直接化学增强型抗蚀剂的上述光掩模坯料的情况下，含有铬的膜与化学增强型抗蚀剂的界面上的化学增强型抗蚀剂的断面形状恶化。具体而言，在上述化学增强型抗蚀剂是正型抗蚀剂的情况下是折边（hemming bottom）形状，在负型抗蚀剂的情况下为咬入形状。这是因为，氧被配位到铬化合物具有的长对（非共有电子对）中，上述界面附近的上述抗蚀剂中的氧失去活性。

如果这样抗蚀剂的断面形状恶化，则在以抗蚀剂图案为蚀刻掩模将含有铬的膜蚀刻时，发生从希望的尺寸的偏差。具体而言，在正型抗蚀剂的情况下，发生因折边形状带来的微小空间或孔的拔出不良。此外，在负型抗蚀剂的情况下，发生因咬入形状带来的显影时或清洗时的抗蚀剂图案歪斜等。

作为解决这样的问题的方法，提出了在含有铬的膜上层叠由不含有铬的硅类化合物构成的膜的方法（例如参照专利文献3）。但是，上述含有铬的膜在氟类（F类）干式蚀刻中实质上没有被蚀刻，在含氧氯类（（Cl/O）类）干式蚀刻中被蚀刻。相对于此，由上述不含有铬的硅类化合物构成的膜在含氧氯类（（Cl/O）类）干式蚀刻中实质上没有被蚀刻，在氟类（F类）干式蚀刻中被蚀刻。因此，干式蚀刻的工序和条件增加，光掩模制作的周期时间增加，并且在进行蚀刻装置的速率控制及缺陷管理的方面变得不利。此外，含氧氯类（（Cl/O）类）干式蚀刻缺乏指向性，各向同性地蚀刻。因此，通过含氧氯类干式蚀刻而图案化的含有铬的膜的尺寸，与通过各向异性的氟类（F类）干式蚀刻而图案化的由不含有铬的硅化合物构成的膜的尺寸之间发生偏差。结果，成为最终的光掩模图案的尺寸的偏差的原因。此外，在以尺寸相互不同的这两个膜为蚀刻掩模，进一步蚀刻下层的膜的情况下，有发生该下层的膜的断面形状的恶化的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4－226461号公报

专利文献2：日本特开平20－268980号公报

专利文献3：日本特开平18－146151号公报

发明内容

发明概要

发明要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种能够良好地形成图案的光掩模坯料。

用于解决技术问题的手段