[發明專利]掩模坯體、掩模坯體的產生方法以及掩模的產生方法

無效

• 申請號: 200880123166.5
• 申請日: 2008-12-22
• 公開（公告）號: CN101910941A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 小川巧;倉林章;平元豪
• 申請（專利權）人: 愛發科成膜株式會社
• 主分類號: G03F1/08
• 分類號: G03F1/08;G03F1/14;G03F7/095;G03F7/26
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 段迎春

技術領域

本申請涉及一種掩模坯體、一種制造掩模坯體的方法、以及一種制造掩模的方法。

背景技術

用于制造半導體設備的技術使用包含有透明基片上的擋光轉印圖案的光掩模來使各種類型的圖案小型化。光掩模的轉印圖案通過在施加于透明基片的擋光膜上形成抗蝕劑掩模、并利用抗蝕劑掩模在擋光膜上制作圖案來獲得。在現有技術中已經使用化學增幅抗蝕劑作為抗蝕劑掩模的材料來提高擋光膜的分辨率(形成圖案形狀)和生成能力。

化學增幅抗蝕劑是包括基礎樹脂和酸產生劑的復合物，其在酸產生劑接收曝光時產生作為催化物質的酸。通過曝光產生的酸隨后被加熱，藉此與影響基礎樹脂溶解性的官能團或功能物質反應，從而抗蝕劑材料獲得抗蝕功能。換句話說，通過曝光產生的酸促進了負性抗蝕劑的交聯反應，并且促進了正性抗蝕劑的分解反應。這允許化學增幅抗蝕劑使用較少量的曝光形成抗蝕劑的圖案。

當使用化學增幅抗蝕劑作為抗蝕劑材料，鹽基(base)會存在于擋光膜的表面上并且通過曝光產生的酸會擴散到擋光膜在抗蝕膜與擋光膜的界面。這會削弱通過曝光產生的酸的催化作用。結果，在擋光膜表面附近，抗蝕膜分辨率下降，并且在抗蝕劑掩模內會發生明顯的形狀缺陷。例如，在擋光膜表面附近抗蝕劑掩模擴展的形狀缺陷發生在負性抗蝕劑中，并且在擋光膜表面附近抗蝕劑掩模變小的形狀缺陷發生在正性抗蝕劑中。因而，在光掩模制造技術中，已經給出了各種建議來解決這種形狀缺陷。

在專利文獻1中，由硅化物材料制成的高密度無機膜設置在擋光膜與抗蝕膜之間作為抑制層。抑制層抑制酸擴散到擋光膜。這繼而抑制抗蝕劑掩模的形狀缺陷。而且，在專利文獻2中，由具有比抗蝕劑掩模更高蝕刻率的有機材料制成的抑制層設置在擋光膜與化學增幅抗蝕劑之間。這樣獲得了在抑制層與抗蝕劑掩模之間的選擇比例。因此，在抑制層的蝕刻中抗蝕劑掩模的變形被抑制，并且可以對具有更高分辨率的擋光層制作圖案。

然而，當使用無機膜作為抑制層時，抗蝕劑掩模的形狀、擋光膜的表面粗糙度容易改變無機膜的密度。這導致抗蝕劑掩模形狀變化大，并因此導致轉印圖案形狀變化大。而且，為了形成轉印圖案，額外需要給抑制層制作圖案的步驟以及去除抑制層的步驟。這增加了生產光掩模的步驟并且明顯降低了光掩模的生產率。

當使用有機材料作為抑制層時，有機膜的密度小于無機膜。因此，酸到擋光膜的擴散不能被充分地阻止。而且，來自擋光膜的鹽基的滲透是難以阻止的。因此，由有機材料形成的抑制層需要例如30nm或更大的厚度以阻止其中酸的擴散和鹽基滲透。因而，比使用無機膜更難以降低所述厚度，并且當降低抑制層的厚度時，抗蝕劑掩模的形狀缺陷將發生。另一方面，當增加抑制層的厚度時，抗蝕劑掩模將被蝕刻得更多，并且當蝕刻具有抗蝕劑掩模的抑制層時，擋光膜的分辨率被明顯降低。

專利文件1：日本專利申請公開號2003-107675

專利文件2：日本專利申請公開號2007-171520

發明內容

本發明提供一種掩模坯體、一種制造掩模坯體的方法、以及一種制造掩模的方法，其允許具有高分辨率轉印圖案的形成，在轉印圖案中不會發生形狀缺陷。

本發明的第一方面是一種掩模坯體。所述掩模坯體包括透明基片、設置在所述透明基片上的蝕刻層、設置在所述蝕刻層上并且利用第一化學增幅抗蝕劑形成的抑制層、以及設置在所述抑制層上并且利用第二化學增幅抗蝕劑形成的掩模層。所述掩模層用于在接收曝光時使用所述第二化學增幅抗蝕劑產生酸，并且改變所述掩模層相對顯影液體的溶解性。所述抑制層用于在接收通過所述掩模層的曝光時使用所述第一化學增幅抗蝕劑產生酸，并且獲得掩模層相對所述顯影液體的不溶性。

本發明的第二方面是一種制造掩模坯體的方法。所述方法包括在透明基片上形成蝕刻層、在所述蝕刻層上利用第一化學增幅抗蝕劑形成抑制層、以及在所述抑制層上利用第二化學增幅抗蝕劑形成掩模層的步驟。形成所述掩模層的步驟包括涂覆所述第二化學增幅抗蝕劑到所述抑制層并且從所述第二化學增幅抗蝕劑去除溶劑。形成所述抑制層的步驟包括涂覆所述第一化學增幅抗蝕劑到所述蝕刻層并且加熱所述第一化學增幅抗蝕劑以從所述第一化學增幅抗蝕劑去除溶劑。當接收曝露到所述掩模層上的曝光時，由于所述第一化學增幅抗蝕劑，所述抑制層起到獲得所述掩模層相對顯影液體的不溶性的作用。

本發明的第三方面是一種制造掩模的方法。所述方法包括利用根據所述第二方面的制造掩模坯體的方法制造所述掩模坯體、通過使用所述曝光照射所述掩模坯體的掩模層形成抗蝕劑掩模、以及通過利用所述抗蝕劑掩模蝕刻所述掩模坯體的抑制層和掩模層形成轉印圖案。

附圖說明

圖1是表示掩模坯體的截面圖；