[发明专利]半色调相移光掩模坯料及其制备方法

说明书

半色调相移光掩模坯料，包含透明基材和由硅、氮和任选的氧组成的半色调相移膜，并提供相对于波长200nm以下的光150°‑200°的相移。该相移膜包括至少一个满足下式的层：2×O/Si+3×N/Si≥3.5，其中Si为硅含量(原子％)，N为氮含量(原子％)，且O为氧含量(原子％)。该相移膜表现出令人满意的透射率的面内均匀性。

技术领域

本发明涉及被加工成用于半导体集成电路等的微加工的半色调相移光掩模的半色调相移光掩模坯料，以及制备该光掩模坯料的方法。

背景技术

在半导体技术领域中，继续进行研究和开发的努力以进一步使图案特征微型化。最近，由于包括电路图案微型化的进步，用于单元构成层之间的连接的互联图案变薄以及接触孔图案微型化正在进行以符合LSI的更高集成密度，对微图案化技术存在持续需求。因此，与用于制造在光刻微制造工艺的曝光步骤中使用的光掩模的技术相关联，期望具有形成更为精细和精确的电路图案或掩模图案的技术。

通常，当通过光刻法在半导体衬底上形成图案时，采用缩小投影。因此，光掩模上形成的图案特征的尺寸为半导体衬底上形成的图案特征的尺寸的约4倍。在目前的光刻法技术中，印刷电路图案的尺寸显著小于用于曝光的光波长。因此，如果光掩模图案仅仅通过将电路图案的尺寸放大4倍来形成，由于曝光期间的光学干涉和其它效应而不会将所需图案转印到半导体衬底上的抗蚀剂膜。

有时，通过将光掩模上的图案形成为比实际电路图案更复杂的形状使曝光期间的光学干涉和其它效应最小化。这样的复杂图案形状可通过例如将光学邻近校正(OPC)结合到实际的电路图案中来设计。此外，尝试应用分辨率增强技术(RET)，例如改进的照明，浸入式光刻法或双重曝光(或双重图案化)光刻法，以满足对图案的微型化和更高精确度的需要。

相移方法用作为一种RET。相移方法为通过形成能够在光掩模上相反转大约180度的膜的图案，使可通过利用光干涉改进对比度。适用于相移方法的光掩模之一是半色调相移光掩模。典型地，半色调相移光掩模包括对曝光的光透明的石英或类似材料的基材，和在所述基材上形成的、能够相移大约180度并具有不足以助于图案形成的透射率的半色调相移膜的光掩模图案。作为半色调相移光掩模，JP-AH07-140635提出了具有氧化硅化钼(MoSiO)或氮氧化硅化钼(MoSiON)的半色调相移膜的掩模。

为了通过光刻法形成更精细的图像，使用较短波长的光作为光源。在光刻法工艺的目前最先进的阶段，曝光光源从KrF准分子激光(248nm)转变为ArF准分子激光(193nm)。发现使用较高能量的ArF准分子激光的光刻法会破坏掩模，但这在KrF准分子激光下未曾观察到。一个问题在于在连续使用光掩模时，在光掩模上形成类似外来物质的生长缺陷。这些生长缺陷也被称为“灰霾”。以前相信灰霾形成源在于硫酸铵晶体在掩模图案表面上的生长。现在相信，还有有机物质参与了灰霾形成。

已知一些克服灰霾问题的方法。对于在长期照射ArF准分子激光时光掩模上形成的生长缺陷，例如，JP-A 2008-276002描述了，如果在预定阶段清洁光掩模，则可以连续使用光掩模。

引用列表

专利文献1：JP-A H07-140635

专利文献2：JP-A 2008-276002(USP 7941767)

专利文献3：JP-A 2010-009038

专利文献4：JP-A 2007-033469

专利文献5：JP-A 2007-233179

专利文献6：JP-A 2007-241065

专利文献7：JP-A H10-171096

专利文献8：JP-A 2004-133029