[发明专利]光掩模和曝光方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在半导体器件的制造中，利用曝光设备用于图样转移的光掩模，和一种使用此光掩模的曝光方法。 

背景技术

在半导体器件的制造中，通过例如光掩模(中间掩模(reticle))执行曝光光线的照射，以便形成图样转移。 

传统上使用在透明衬底上形成有遮光膜图样的光掩模，所述透明衬底由矩形的石英玻璃组成，并且作为遮光膜的材料，通常使用以铬为基础的材料(元素铬，或包含氮、氧、和碳等的铬，或这些材料薄膜的层压薄膜)。 

而且，近年来，已经研发了用于实际应用的相移掩模，以便提高转移图样的分辨率。所述相移掩模已知各种类型(Levenson类型、辅助图样类型、和自匹配类型，等)，且作为这些类型中的一种，已知半色调相移掩模，所述半色调相移掩模适于对孔和点的高分辨率的图样转移。 

此半色调类型的相移掩模通过形成具有大约180度的相移量的光半透明膜图样获得，其中所述光半透明膜有时由单层形成，有时由多层形成。例如，专利文献1中披露了由包括作为主要组成元素的例如钼的金属、硅、和氮组成的薄膜形成的所述光半透明薄膜图样。 

具有这些材料的光半透明膜除了具有通过单层能够控制规定的相移量和透射率的优点之外，还具有很好的耐酸性和阻光性。 

当制造这些光掩模时，有必要形成精细图样，因此所述光掩模的图样形成方法通常包括以下步骤：通过由电子束曝光设备执行图样刻画，通过将光刻胶(resist：或抗蚀剂)曝光，形成抗蚀图样(或光致抗蚀图样)；和此后通过干蚀刻形成图样。 

要注意的是，作为光刻胶的种类，存在正性光刻胶和负性光刻胶。 

正性光刻胶是具有被电子束照射的部分通过光刻胶显影剂被移除的 特性的光刻胶，而负光刻胶是具有除了被电子束照射的部分之外的部分通过光刻胶显影剂被移除的特性的光刻胶。 

对使用正性光刻胶和负性光刻胶中的哪一种做出选择，以便根据形成图样或缩短电子束曝光设备的刻画时间选择更加优选的一种。 

另外，前述转移图样形成在矩形主要区域内，所述主要区域位于矩形透明衬底的中心区域内，且在使用光掩模的过程中，此主要区域的外周边部分被设置在曝光设备内的掩蔽膜片(masking blind：或掩蔽遮光物)屏蔽，且主要区域的图样被转移到在转移衬底上的光刻胶上。 

此外，为了防止图样由于泄漏的光线转移到此主要区域的外周边部分，光掩模通常具有邻近主要区域的遮光带区域。 

此外，根据每一个曝光设备制造商、光掩模用户、和光掩模制造商的规定，在光掩模中，通常用于与用于光掩模的每一种器件对准的对准标记(mark)等的标记图样(mark pattern)等，主要存在于主要区域的周边部分内。 

传统地，当通过使用正性光刻胶完成图样转移时，主要区域的、除了需求的标记图样之外的周边区域被形成为非刻画区域，在所述非刻画区域遮光膜形成。 

另一方面，当使用负性光刻胶完成图样转移时，主要区域的、除了需求的标记图样和遮光带之外的周边区域被形成为非刻画区域，在所述非刻画区域处，透明衬底被露出。 

即通过基于图样数据扫描衬底表面，执行对光刻胶上的图样的曝光。 

因此，通常是缩短刻画时间以避免在不必要的区域上刻画图样。 

此外，为了防止杂质粘附到形成的图样上，通常是以安装称为护膜(pellicle：或蒙版)的保护膜的方式使用光掩模。 

所述护膜通过将由透明聚合体隔膜组成的护膜薄膜粘附到通常由金属组成的护膜框架上形成，且此护膜框架通过使用粘合剂连接到光掩模的表面上。 

更具体地，护膜框架通过使用粘合剂粘附到遮光带的外部，以覆盖主要区域和遮光带。 

此外，为了防止杂质粘附到光掩模上，粘合剂有时设置到护膜框架的 内表面上。 

要注意的是，前述每一种标记图样可以不仅存在于护膜内，而且可以存在于护膜外部。 

附带地，已知的是，当通过使用具有安装在其上的护膜的光掩模执行图样转移时，护膜受到激光束的照射，从而加速了存在于护膜(空气中)中的氨离子和用于清洁光掩模并残留在光掩模上的硫酸根离子的反应，然后，硫酸氨沉积，从而杂质粘附到光掩模上(例如，专利文献1)。 

专利文献1日本公开待审专利No.2000-352812。