空白掩模和使用所述空白掩模的光掩模的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2014年3月23日提交的韓國專利申請第10-2014-0033765號的優(yōu)先 權(quán)和權(quán)益，所述申請的內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種空白掩模和使用所述空白掩模的光掩模，并且更具體地說，涉及 一種具有形成于其中的硬膜以便實現(xiàn)半間距為32nm或小于32nm、尤其是20nm或小于20nm 的圖案的空白掩模，以及一種使用所述空白掩模的光掩模。
【背景技術(shù)】
[0004] 現(xiàn)今，用于半導(dǎo)體的超細(xì)處理技術(shù)已經(jīng)作為滿足伴隨有大規(guī)模集成電路 (integrated circuit ;IC)的高度集成的精細(xì)電路圖案的需求的非常重要的因數(shù)而出現(xiàn)。 在高度集成電路的情況下，為了低功耗和高速操作，電路線變得更精細(xì)，并且對層間連接的 接觸孔圖案、高度集成的電路排列等的技術(shù)要求不斷增加。因此，在上面記錄了初始電路圖 案的光掩模的制造過程中，需要能夠形成更精細(xì)的電路圖案并且在光掩模上記錄更精確的 電路圖案的光刻技術(shù)以便滿足所述要求。
[0005] 使用遮光膜的二元空白掩模和使用相移膜和遮光膜的相移空白掩?？梢栽牧?形式購得以便使用光刻技術(shù)制造光掩模。此外，近年來已開發(fā)出還包含硬膜的空白掩模。
[0006] 在上述空白掩模中，在包含硬膜的空白掩模的情況下，大體上已開發(fā)出使用硅化 鉬（MoSi)化合物作為光屏蔽膜的二元空白掩模的結(jié)構(gòu)和使用硅化鉬（MoSi)化合物作為相 移膜和鉻（Cr)化合物作為光屏蔽膜的相移空白掩模的結(jié)構(gòu)。
[0007] 同時，使用包含硬膜的空白掩模制造光掩模的方法通過使用安置在硬膜上的抗蝕 膜作為蝕刻掩模使硬膜圖案化，使用硬膜圖案作為蝕刻掩模蝕刻安置在硬膜下方的金屬 膜，并且去除硬膜圖案來執(zhí)行。
[0008] 然而，在光掩模的制造方法中，使用硬膜使下部金屬膜圖案化并且去除硬膜的工 藝具有以下問題。
[0009] 具體來說，在光掩模的制造方法中，使用例如標(biāo)準(zhǔn)清洗-1 (SC-1)、硫酸（H2S04)、臭 氧水（〇3)等化學(xué)品來執(zhí)行洗滌工藝。洗滌工藝的問題在于中心區(qū)與外部區(qū)之間在光密度 (optical density ;0D)和臨界尺寸（critical dimension ;CD)均勾性方面的差異，或主圖 案區(qū)和非主圖案區(qū)以暴露于洗滌物質(zhì)持續(xù)不同時間的區(qū)域形式出現(xiàn)，這歸因于根據(jù)所述區(qū) 域之間的圖案密度差異而定的負(fù)載效應(yīng)。由于在使用光掩模印刷晶片的工藝期間的圖像對 比增強(qiáng)問題，此類光掩模上在光密度和臨界尺寸方面的差異影響了印刷在晶片上的圖案的 臨界尺寸均勻性。
[0010] 此外，在光掩模的制造方法中，在硬膜圖案的去除工藝中出現(xiàn)了關(guān)于負(fù)載效應(yīng)的 問題。具體來說，在使用硬膜圖案完全形成了安置在硬膜下方的金屬膜圖案之后，在硬膜圖 案的去除工藝期間出現(xiàn)了負(fù)載效應(yīng)，其中去除硬膜所需的時間由于中心區(qū)與外部區(qū)或硬膜 圖案的主圖案區(qū)與非主圖案區(qū)之間的密度差異而有所不同。因此，因為形成于硬膜下方的 金屬膜圖案暴露于蝕刻物質(zhì)的時間由于金屬膜圖案的密度差異而有所不同，所以在所述區(qū) 域之間在光密度和臨界尺寸方面出現(xiàn)了差異。最后，在此類光掩模上的光密度和臨界尺寸 的差異產(chǎn)生了在晶片水平上的臨界尺寸不均勻性和在使用光掩模印刷晶片的過程期間的 工藝容限問題。
[0011] 在使用硬膜形成相移光掩模以及二元光掩模的過程中出現(xiàn)了相同的問題。具體來 說，隨著圖案的大小變得更精細(xì)，所述問題越來越凸顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明涉及一種空白掩模和一種使用所述空白掩模的光掩模，所述空白掩模能夠 防止在光掩模的制造方法中在洗滌工藝和硬膜圖案去除工藝期間安置在硬膜下方的遮光 膜圖案的損失，以便實現(xiàn)半間距為32nm或小于32nm、尤其是20nm或小于20nm的微圖案，或 能夠防止在遮光膜圖案的去除工藝期間安置在遮光膜下方的相移膜圖案的損失。
[0013] 此外，本發(fā)明涉及一種空白掩模和使用所述空白掩模的光掩模，所述空白掩模能 夠通過防止在洗滌工藝和安置在相移膜上的硬膜或遮光膜圖案的去除工藝期間安置在硬 膜下方的遮光膜和相移膜圖案的損失，使根據(jù)圖案密度而定的光密度和臨界尺寸均勻性的 差異降到最低。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種空白掩模，包含設(shè)置在透明襯底上的遮光膜、 設(shè)置在遮光膜頂表面上的硬膜以及保護(hù)膜，所述保護(hù)膜被安置在遮光膜與硬膜之間并且被 配置成用于防止因光掩模制造方法中所用的洗滌劑和為了去除硬膜所用的蝕刻物質(zhì)而造 成遮光膜厚度的損失。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種空白掩模，包含設(shè)置在透明襯底上的遮光 膜和設(shè)置在遮光膜頂表面上的硬膜。在此，遮光膜頂表面的氧（〇)含量高于遮光膜底表面， 從而防止因光掩模制造方法中所用的洗滌劑和為了去除硬膜所用的蝕刻物質(zhì)而造成遮光 膜厚度的損失。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的再另一個方面，提供了一種空白掩模，包含設(shè)置在透明襯底上的相 移膜和設(shè)置在相移膜頂表面上的遮光膜。在此，空白掩模還包含保護(hù)膜，所述保護(hù)膜被設(shè)置 在相移膜與遮光膜之間并且被配置成用于防止因光掩模制造方法中所用的洗滌劑和為了 去除硬膜所用的蝕刻物質(zhì)而造成相移膜厚度的損失。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的又另一個方面，提供了一種空白掩模，包含設(shè)置在透明襯底上的相 移膜和設(shè)置在相移膜頂表面上的遮光膜。在此，遮光膜頂表面的氧（〇)含量高于遮光膜底 表面，從而防止因光掩模制造方法中所用的洗滌劑和為了去除硬膜所用的蝕刻物質(zhì)而造成 相移膜厚度的損失。
[0018] 遮光膜具有光屏蔽膜和抗反射膜堆疊的多層膜結(jié)構(gòu)、單層膜結(jié)構(gòu)或組成比率連續(xù) 變化的連續(xù)膜結(jié)構(gòu)。
[0019] 遮光膜可以由至少一種由鉻（Cr)、鉬（Mo)、鈦（Ti)、鉭（Ta)、鎢（W)、錫（Sn)以 及鉿（Hf)組成的群組中選出的金屬材料制成，或除了金屬材料以外，還可以還包含至少一 種由硅（Si)、氧（0)、碳（C)以及氮（N)組成的群組中選出的材料，并且遮光膜可以由含硅 (Si)化合物制成。在這種情況下，金屬材料的含量對硅（Si)的含量的比率在0.01到0.3 范圍內(nèi)的遮光膜的厚度可以是lOnm到65nm。
[0020] 保護(hù)膜可以由至少一種由鉬（Mo)、鉭（Ta)、鋁（A1)以及硅（Si)組成的群組中選 出的材料制成，或除了所述材料以外，可以還包含至少一種由氧（〇)、碳（C)以及氮（N)組 成的群組中選出的輕元素。在所述材料中，金屬、氧（0)、硅（Si)以及輕元素的含量分別可 以在0原子％到10原子％、10原子％到80原子％、10原子％到80原子％以及0原子％到 60原子％的范圍內(nèi)。
[0021] 保護(hù)膜相對于硬膜的蝕刻選擇性可以是10或大于10,并且可以通過與用于去除 遮光膜相同的蝕刻物質(zhì)蝕刻。
[0022] 保護(hù)膜可以充當(dāng)抗反射層。
[0023] 保護(hù)膜相對于遮光膜的蝕刻選擇性可以是10或大于10,并且可以通過與用于去 除相移膜相同的蝕刻物質(zhì)蝕刻。
[0024] 保護(hù)膜可以充當(dāng)相移層。
[0025] 保護(hù)膜的厚度可以是0. 5nm到20nm，并且可以具有一種由單層膜結(jié)構(gòu)、多層膜結(jié) 構(gòu)、單膜結(jié)構(gòu)以及連續(xù)膜結(jié)構(gòu)組成的群組中選出的結(jié)構(gòu)。
[0026] 硬膜的厚度可以是2nm到10nm。
[0027]硬膜可以由至少一種由鉻（Cr)、硅（Si)、鉬（Mo)以及鉭（Ta)組成的群組中選出 的材料制成，或除了所述材料以外，可以還包含至少一種由氧（〇)、碳（C)以及氮（N)組成的 群組中選出的輕元素。
[0028] 空白掩?？梢赃€包含設(shè)置在遮光膜上的硬膜。
[0029] 相移膜可以由包含至少一種由氧（0)、氮（N)、碳（C)以及硼（B)組成的群組中選 出的輕元素的硅化鉬（MoSi)化合物制成，并且可以具有鉬（Mo)、硅（Si)以及輕元素分別以 0. 3原子％到10原子％、10原子％到80原子％以及20原子％到60原子％的含量存在的 組成比率。
[0030] 相移膜的厚度可以是30nm到65nm。
【附圖說明】
[0031] 通過參考附圖詳細(xì)描述其示范性實施例，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征以及 優(yōu)點將對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得更加清楚，在所述附圖中：
[0032] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實施例的空白掩模的截面圖；并且
[0033] 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實施例的空白掩模的截面圖。
[0034] [符號的說明]
[0035] 100:空白掩模
[0036] 102 :透明襯底
[0037] 104 :遮光膜
[0038] 106 :保護(hù)膜/罩蓋層
[0039] 108 :硬膜
[0040] 110 :抗蝕膜
[0041] 200:空白掩模
[0042]202 :透明襯底
[0043] 204 :遮光膜