掩模坯料及转印用掩模的制造方法技术

本发明专利技术提供能够在提高图案分辨率、CD面内均匀性及CD线性的同时抑制硬掩模膜整体的蚀刻速率降低的掩模坯料。该掩模坯料具备在透光性基板上依次层叠有图案形成用薄膜和硬掩模膜的结构，其中，上述薄膜由含有铬的材料形成，上述硬掩模膜包含下层与上层的层叠结构，上述下层由含有硅和氧的材料形成，上述上层由含有钽和氧、且上述氧的含量为30原子％以上的材料形成，上述上层的厚度相对于上述硬掩模膜整体的厚度的比率为0.7以下。的厚度的比率为0.7以下。的厚度的比率为0.7以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】掩模坯料及转印用掩模的制造方法


[0001]本专利技术涉及掩模坯料、使用了该掩模坯料的转印用掩模的制造方法。

技术介绍

[0002]作为半色调型的相移掩模的掩模坯料，在此之前已知有下述的掩模坯料：其具有在透光性基板上层叠有由金属硅化物类材料形成的半色调相移膜、由铬类材料形成的遮光膜、由无机类材料形成的蚀刻掩模膜(硬掩模膜)的结构。在使用该掩模坯料制造相移掩模的情况下，首先，将形成于掩模坯料表面的抗蚀图案作为掩模，通过利用氟类气体的干法蚀刻对蚀刻掩模膜进行图案化，接下来，将蚀刻掩模膜作为掩模，通过利用氯与氧的混合气体的干法蚀刻对遮光膜进行图案化，进一步将遮光膜的图案作为掩模，通过利用氟类气体的干法蚀刻对相移膜进行图案化。
[0003]例如，专利文献1中记载了在将含有硅的无机膜作为硬掩模、在包含硅的无机膜上涂布形成了抗蚀膜的情况下，存在抗蚀剂的密合性差、在将抗蚀图案显影时发生剥离的问题。另外，记载了为了提高该抗蚀膜的密合性，必须对包含硅的无机膜的表面进行使用了六甲基二硅氮烷等的硅烷化处理。
[0004]另外，专利文献2中公开了一种具备在铬类遮光膜上依次层叠有蚀刻掩模膜(硬掩模膜)和导电性掩模膜的结构的掩模坯料。蚀刻掩模膜和导电性掩模膜这两种膜相对于遮光膜作为硬掩模发挥功能。其中，作为蚀刻掩模膜的材料而示例出了SiON，作为导电性掩模膜的材料而示例出了TaN。
[0005]另外，专利文献3中公开了一种具备在铬类遮光膜上层叠有硬掩模膜的结构的掩模坯料。硬掩模膜由含有钽和氧的材料形成，其氧含量为50原子％。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利第6234898号公报
[0009]专利文献2：日本专利第4989800号公报
[0010]专利文献3：日本特开2016
‑
188958号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的问题
[0012]随着半导体器件的进一步微细化，要求转印用掩模的图案的CD精度(CD：Critical Dimension，临界尺寸)的进一步提高。在使用对现有的Si类材料的硬掩模膜的表面进行了硅烷化处理后涂布形成抗蚀膜而得到的掩模坯料，并对该抗蚀膜进行微细图案的曝光描绘及显影处理时，存在所形成的抗蚀图案的图案分辨率、CD面内均匀性(CDU：CD Uniformity)、CD线性(CDL：CD Linearity)不充分的问题。
[0013]已发现，在使用了钽类材料的硬掩模膜的情况下，即使不进行硅烷化处理，与抗蚀膜的密合性也足够高。此外，进一步发现了，在对该涂布形成的抗蚀膜进行微细图案的曝光
描绘及显影处理而形成抗蚀图案的情况下，该抗蚀图案的分辨率、CD面内均匀性、CD线性比Si类材料的硬掩模膜高。
[0014]已知钽类材料的薄膜容易发生氧化。另外，对于硬掩模膜而言，为了充分发挥其功能，与用于遮光膜的情况相比，膜厚较薄。在由钽类材料形成硬掩模膜的情况下，对薄膜整体的氧化容易发生。考虑到薄膜成膜后的组成上的稳定性，可认为期望掩模膜以一定量以上(30原子％以上)含有氧。
[0015]一般而言，硅类材料的薄膜及钽类材料的薄膜均可通过使用了氟类气体的干法蚀刻而进行图案化。然而，钽类材料的薄膜与硅类材料的薄膜相比，存在蚀刻速率慢的问题。设置硬掩模膜的目的在于减薄抗蚀膜的膜厚，因此，在由钽类材料形成硬掩模膜的情况下，蚀刻速率的缓慢尤其会成为问题。即，在由钽类材料形成了硬掩模膜的情况下，为了通过干法蚀刻对该硬掩模膜进行图案化，与由硅类材料形成硬掩模膜的情况相比，存在必须增厚抗蚀膜这样的问题。进一步，在增厚了抗蚀膜的情况下，抗蚀图案的分辨率、CD面内均匀性、CD线性均降低，因此，存在相对于由硅类材料形成的硬掩模膜的优势丧失的问题。
[0016]本专利技术是为了解决上述的问题而完成的，本专利技术的目的在于提供能够在提高图案分辨率、CD面内均匀性及CD线性的同时抑制硬掩模膜整体的蚀刻速率降低的掩模坯料。另外，本专利技术提供能够通过使用该掩模坯料而以良好的精度对图案形成用薄膜形成微细的图案的转印用掩模的制造方法。
[0017]解决问题的方法
[0018]本专利技术具有以下的方案作为解决上述问题的方法。
[0019](方案1)
[0020]一种掩模坯料，其具备在透光性基板上依次层叠有图案形成用薄膜和硬掩模膜的结构，其中，
[0021]上述薄膜由含有铬的材料形成，
[0022]上述硬掩模膜包含下层与上层的层叠结构，
[0023]上述下层由含有硅和氧的材料形成，
[0024]上述上层由含有钽和氧、且上述氧的含量为30原子％以上的材料形成，
[0025]上述上层的厚度相对于上述硬掩模膜整体的厚度的比率为0.7以下。
[0026](方案2)
[0027]根据方案1所述的掩模坯料，其中，
[0028]上述上层的厚度为1nm以上。
[0029](方案3)
[0030]根据方案1或2所述的掩模坯料，其中，
[0031]上述硬掩模膜的厚度为4nm以上且14nm以下。
[0032](方案4)
[0033]根据方案1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0034]上述上层含有硼。
[0035](方案5)
[0036]根据方案1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0037]上述下层由硅及氧的合计含量为96原子％以上的材料形成，或者由硅、氮及氧的
合计含量为96原子％以上的材料形成。
[0038](方案6)
[0039]根据方案1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0040]上述上层由钽及氧的合计含量为90原子％以上的材料形成，或者由钽、氧及硼的合计含量为90原子％以上的材料形成。
[0041](方案7)
[0042]根据方案1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0043]上述薄膜为遮光膜。
[0044](方案8)
[0045]根据方案1～7中任一项所述的掩模坯料，其中，
[0046]在上述透光性基板与上述遮光膜之间具备由含有硅的材料形成的相移膜。
[0047](方案9)
[0048]一种转印用掩模的制造方法，其使用了方案1～7中任一项所述的掩模坯料，该制造方法包括：
[0049]在上述掩模坯料的硬掩模膜上形成抗蚀图案的工序；
[0050]将上述抗蚀图案作为掩模，利用氟类气体对上述硬掩模膜进行干法蚀刻而形成硬掩模图案的工序；以及
[0051]将上述硬掩模图案作为掩模，利用氯与氧的混合气体对上述图案形成用薄膜进行干法蚀刻而形成薄膜图案的工序。
[0052](方案10)
[0053]一种转印用掩模的制造方法，其使用了方案8所述的掩模坯料，该制造方法具有：
[0054]在上述掩模坯料的硬掩模膜上形成抗蚀图案的工序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种掩模坯料，其具备在透光性基板上依次层叠有图案形成用薄膜和硬掩模膜的结构，其中，所述薄膜由含有铬的材料形成，所述硬掩模膜包含下层与上层的层叠结构，所述下层由含有硅和氧的材料形成，所述上层由含有钽和氧、且所述氧的含量为30原子％以上的材料形成，所述上层的厚度相对于所述硬掩模膜整体的厚度的比率为0.7以下。2.根据权利要求1所述的掩模坯料，其中，所述上层的厚度为1nm以上。3.根据权利要求1或2所述的掩模坯料，其中，所述硬掩模膜的厚度为4nm以上且14nm以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，所述上层含有硼。5.根据权利要求1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，所述下层由硅及氧的合计含量为96原子％以上的材料形成，或者由硅、氮及氧的合计含量为96原子％以上的材料形成。6.根据权利要求1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，所述上层由钽及氧的合计含量为90原子％以上的材料形成，或者由钽、氧及硼的合计含量为90原子％以上的材料形成。7.根据权利要求1～6中任一项所述的掩模坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田仁，谷口和丈，松井一晃，米丸直人，
申请(专利权)人：凸版光掩模有限公司，
类型：发明
国别省市：