[发明专利]刻蚀掩模膜的测评

说明书

技术领域

本发明涉及一种测评光掩模坯料的刻蚀掩模膜的方法，将该光掩模坯料进行加工以形成光掩模，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)滤色器、磁头等的微细加工中。更具体地，连同包含图案形成膜和刻蚀掩模膜的光掩模坯料，本发明涉及一种测评刻蚀掩模膜的方法。

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、写入了电路图案的光掩模的制造中，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曝光后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，或必须在考虑光学干涉的同时进行光掩模图案设计。因而，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要求具有的最大分辨率精度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施加光致抗蚀剂膜，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刻蚀掩模，将遮光膜刻蚀成遮光图案。在使遮光图案微型化的尝试中，如果在将抗蚀膜的厚度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，抗蚀图案的轮廓劣化，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，必须降低抗蚀膜的厚度以促成微型化。

至于要通过作为刻蚀掩模的抗蚀图案进行刻蚀的遮光膜材料，在现有技术中已知很多种材料。特别地，在实践中使用铬化合物膜，因为可获得很多关于刻蚀的教导，并且其加工已被确立为标准加工。例如，在JP-A 2003-195479中公开了具有适合于ArF准分子激光刻蚀的铬化合物构成的遮光膜的光掩模坯料。特别地，描述了一种具有50-77nm厚度的铬化合物膜。

用于铬基膜例如铬化合物膜的典型干法刻蚀工艺是含氧的氯基干法刻蚀，其相对于有机膜具有一定的可刻蚀性。因而，当由于上述原因通过更薄的抗蚀膜进行刻蚀以转印更精细尺寸的图案时，抗蚀膜可在刻蚀期间受损。因而，难以精确地转印抗蚀图案。为了满足微型化和精度的双重需求，再次研究遮光材料从而有利于遮光膜的加工，而不仅仅是完全依赖于抗蚀性能提高的当前趋势，变得有必要。

关于遮光膜材料，与现有技术中使用的铬基材料相比，硅基材料(例如含硅材料、或硅及过渡金属)允许高精度加工。这是因为硅基材料对于200nm或更短的曝光光具有良好的遮光特性，并且能够通过氟基干法刻蚀加工，这给抗蚀图案带来最少的损伤。参见JP-A 2007-241065。

关于使用刻蚀掩模的高精度加工技术，JP-A 2007-241060公开了如果使用铬基材料作为刻蚀掩模来加工硅基材料的遮光膜，那么与图案依赖性和侧面刻蚀有关的加工误差得到降低。因而，与铬基材料的刻蚀掩模膜组合的硅基材料的遮光膜被认为是有前景的下一代遮光材料。

引证列表

专利文献1：JP-A 2003-195479

专利文献2：JP-A 2007-241065

专利文献3：JP-A 2007-241060

(US20070212619，EP1832926)

发明内容