光掩模坯料、光掩模的制造方法及光掩模技术

本发明专利技术提供一种光掩模坯料，其含铬膜的表层粗糙度良好，能够检测出50nm的缺陷，电阻值小，能够吸附异物，且能够读取条形码图案。所述光掩模坯料具备基板与含铬膜，该含铬膜从远离基板的一侧起具有第一层、第二层及第三层，这些层均含铬，第一层进一步含有氧及氮，Cr为44原子％以下、O为30原子％以上、N为26原子％以下，且厚度为8～20nm；第二层进一步含有氮，Cr为66～92原子％、N为8～34原子％，且厚度为40～70nm以下；第三层进一步含有氧及氮，Cr为44原子％以下、O为30原子％以上、N为26原子％以下，且厚度为10nm以下。且厚度为10nm以下。且厚度为10nm以下。

【技术实现步骤摘要】
光掩模坯料、光掩模的制造方法及光掩模


[0001]本专利技术涉及一种光掩模坯料(特别是在半导体器件等的制造及制造装置的管理中使用的光掩模坯料)、使用了该光掩模坯料的光掩模的制造方法及光掩模。

技术介绍

[0002]近年来，随着半导体器件的微型化，特别是由于大规模集成电路的高集成化，要求投影曝光具有高图案分辨率。因此，就光掩模而言，作为提高转印图案的分辨率的方法，开发了相移掩模。相移法的原理为，以使通过光掩模的开口部的透射光的相位相对于通过与开口部相邻的部分的透射光的相位反转约180度的方式进行调整，由此在透射光发生互相干涉时减弱边界部的光强度，进而提高转印图案的分辨率及焦点深度，将利用该原理的光掩模统称为相移掩模。
[0003]就用于相移掩模的相移掩模坯料而言，在玻璃基板等透明基板上层叠有相移膜、且在相移膜上层叠有含铬(Cr)膜的结构的坯料最为常见。通常，相移膜与曝光光的相位差为175～185度、相移膜的透射率为6～30％左右，由含有钼(Mo)和硅(Si)的膜形成的相移膜占主流。此外，通常，含铬膜与相移膜一同被调整为达到所需光学浓度的膜厚，含铬膜在作为遮光膜的同时也作为用于蚀刻相移膜的硬掩模膜。
[0004]作为由该相移掩模坯料形成相移掩模的图案的方法，更具体而言，在相移掩模坯料的含铬膜上形成抗蚀膜，利用光或电子束在该抗蚀膜上描画图案，进行显影从而形成抗蚀图案，将该抗蚀图案作为蚀刻掩模，蚀刻含铬膜从而形成图案。进一步，将该含铬膜的图案作为蚀刻掩模来蚀刻相移膜，形成相移膜图案之后，去除抗蚀图案与含铬膜的图案。
[0005]在此，在相移膜图案的形成有电路图案的部分的外侧留下遮光膜，以使相移膜与遮光膜的合计光学浓度为3以上的方式，制成相移掩模的外周边部的遮光部(遮光膜图案)。这是为了在使用晶圆曝光装置将电路图案转印到晶圆时，防止不必要的曝光光露出，并照射到位于比电路图案靠外侧的相邻芯片上的抗蚀膜上。作为形成这样的遮光膜图案的方法，形成相移膜图案、去除抗蚀图案后，重新形成抗蚀膜，将通过图案描画、显影形成的抗蚀图案作为蚀刻掩模来蚀刻含铬膜，形成外周边部的遮光膜图案的方法较为常见。
[0006]对于要求形成高精度的图案的相移掩模而言，蚀刻中，采用气体等离子体的干法蚀刻占主流。在含铬膜的干法蚀刻中，采用利用含氧的氯类气体的干法蚀刻(氯类干法蚀刻)，在含钼和硅的膜的干法蚀刻中，采用利用氟类气体的干法蚀刻(氟类干法蚀刻)。特别是已知，在含铬膜的干法蚀刻中通过制成相对于氯类气体混合了10～25体积％的氧气的蚀刻气体，化学反应性会升高、蚀刻速度会提高。
[0007]随着电路图案的微细化，也开始谋求微细地形成相移掩模图案的技术。特别是有必要将辅助相移掩模的主图案的分辨率的线图案的辅助图案形成得比主图案更小，以便在使用晶圆曝光装置将电路图案转印至晶圆时不使电路图案转印至晶圆。对于晶圆上的电路的线宽/间距图案(line
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and
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space pattern)的节距为10nm的世代的相移掩模，要求相移掩模上的线图案的辅助图案的线宽为40nm左右。
[0008]进一步，随着半导体器件的微型化，特别是由于大规模集成电路的高集成化，要求投影曝光具有高图案分辨率，即便是上述相移掩模也变得无法获得所需的图案分辨率。因此，开始采用将极紫外光用作曝光光的EUV光刻。
[0009]极紫外光容易被任何物质吸收，不能使用现有的采用了ArF光的光刻这种透射型光刻。因此，在EUV光刻中采用了反射光学系统。
[0010]EUV光刻所采用的光掩模具有在玻璃制等基板上依次形成有反射极紫外光的反射层和吸收极紫外光的吸收层的结构。作为反射层，使用通过使低折射率与高折射率膜交替层叠而提高了将极紫外光照射到层表面时的反射率的多层反射膜。作为多层反射膜的低折射率膜，通常采用钼(Mo)层、作为高折射率膜通常采用硅(Si)层。吸收体层中采用对EUV光的吸收系数高的材料，具体而言，例如采用以铬(Cr)或钽(Ta)为主要成分的材料。
[0011]此外，EUV光刻所采用的极紫外光的波长为13.5nm，现有的ArF光的波长为193nm，相较于现有的光刻，其曝光波长短，能够转印光掩模上的更加微细的图案。
[0012]另一方面，通过EUV光刻，以ArF光刻无法转印的光掩模上的微小的异物也会被转印，会妨碍所需的图案的制造。因此，相较于现有的光刻，EUV光刻中要求对更微细的缺陷有所保障。因此，需要在光掩模制造工序中不产生异物，需要一种相较于现有的光刻中的装置管理能够进一步检测出微细的缺陷的光掩模坯料。
[0013]在光掩模制造装置的装置管理中，例如就干法蚀刻机而言，将待处理的光掩模放置于装载器(loader)后，运输至运输室，然后再运输至等离子体处理室。有时会由该等离子体处理室内的侧壁或工作台产生灰尘，当有异物附着于光掩模的电路图案时，该异物会成为阻碍蚀刻的掩模，从而阻碍制作所需的光掩模图案。因此，为了确认运输室及等离子体处理室内未产生灰尘，将光掩模坯料或透明基板运输至运输室，然后运输至等离子体处理室，不实施等离子体处理而再次运输至运输室，接着返回到装载器，然后利用光掩模坯料检查装置调查光掩模坯料或透明基板表层的异物的增加、增加位置。不仅是上述干法蚀刻机，在制造光掩模时，也需要在抗蚀剂涂布装置、电子束描画装置、显影装置、清洗装置、光掩模的图案外观检查装置及修正装置中对装置内的异物进行管理。进一步，在晶圆曝光工序所采用的曝光装置中，也需要对装置内的异物进行管理。特别是在EUV光刻中，没有实际应用防止异物附着到光掩模的电路图案的光掩模保护用光罩防尘薄膜(pellicle)，因此需要进行晶圆曝光装置内的装置管理。
[0014]光掩模坯料的缺陷检查中，采用使用紫外线区域光的光掩模坯料检查装置。光掩模坯料的缺陷检查装置具备：发出特定波长范围的光的发光机构、与接收从该发光机构发出的光照射到光掩模坯料的表面而反射的反射光的检测器。在光掩模坯料的缺陷检查装置中，被检查的光掩模坯料的表面反射率越低，则能够对光掩模照射越多的光量，从而能够实施更高灵敏度的检查。这是由于，在光掩模坯料的反射率高的情况下，来自发光机构的光冲撞异物及其周围的膜，然后当所反射的光被检测器检测到时，来自异物的反射光及其周围的膜的反射光的对比度会变小，因此难以辨别来自异物的反射光与来自膜的反射光的差异，从而无法将来自发光机构的大量的光量照射至光掩模。将来自发光机构的更多的光量照射至光掩模时，能够检测出更小的缺陷。
[0015]对于逻辑器件(logic device)7nm、5nm世代，要求光掩模坯料上没有50nm的缺陷，且要求光掩模制造装置内部也不存在50nm的缺陷。因此，要求用于确认上述光掩模制造装置的状态的光掩模坯料可检测出50nm的缺陷。逻辑器件7nm、5nm世代的光掩模坯料缺陷检查装置的检查波长为200nm至400nm左右的紫外线区域。
[0016]为了管理光掩模，晶圆曝光工序所采用的曝光装置通常通过光刻在光掩模的掩模端制作条形码本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光掩模坯料，其特征在于，其具备：基板；及由含铬材料构成的膜，所述由含铬材料构成的膜从远离所述基板的一侧起，具有第一层、第二层及第三层，所述第一层、第二层及第三层均含铬，所述第一层进一步含有氧及氮，铬含有率为44原子％以下，氧含有率为30原子％以上，氮含有率为26原子％以下，且厚度为8nm以上20nm以下，所述第二层进一步含有氮，铬含有率为66原子％以上92原子％以下，氮含有率为8原子％以上34原子％以下，且厚度为40nm以上70nm以下，所述第三层进一步含有氧及氮，铬含有率为44原子％以下，氧含有率为30原子％以上，氮含有率为26原子％以下，且厚度为10nm以下。2.根据权利要求1所述的光掩模坯料，其特征在于，所述由含铬材料构成的膜为遮光膜，其对波长为355nm的曝光光的反射率为32％以下，且对波长为400nm的曝光光的反射率为27％以上。3.根据权利要求1所述的光掩模坯料，其特征在于，所述由含铬材料构成的膜的膜厚为53nm以上100nm以下。4.根据权利要求2所述的光掩模坯料，其特征在于，所述由含铬材料构成的膜的膜厚为53nm以上100nm以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的光掩模坯料，其特征在于，所述由含铬材料构成的膜的电阻值为20欧姆/
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以下。6.根据权利要求1～4中任一项所述的光掩模坯料，其特征在于，在所述基板的与具有所述由含铬材料构成的膜的一侧相反的一侧进一步具备背侧膜，该背侧膜从远离所述基板的一侧起，具有与所述由含铬材料构成的膜相同的所述第一层、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：松桥直树，寺岛隆世，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：