[發明專利]利用自組裝分子制造光掩模的方法

無效

• 申請號: 200910006032.1
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101562130A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 柳振鎬
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F7/26;H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉繼富;顧晉偉

相關申請交叉引用

本發明要求2008年4月14日提交的韓國專利申請10-2008-0034223的優先權，通過引用將其全部內容并入本文。

技術領域

本發明一般性涉及制造光掩模的方法，更具體涉及利用自組裝分子(SAM)制造光掩模的方法。

背景技術

通常，半導體器件由大量圖案形成。這些圖案通過利用抗蝕劑層圖案作為蝕刻掩模的包括曝光、顯影和蝕刻過程的光刻工藝來制造。更具體地，曝光工藝是將光掩模上圖案轉移至晶片上的抗蝕劑層的工藝。因此，當光掩模上的圖案沒有精確形成時，不可能獲得期望的抗蝕劑層圖案。

近來，隨著半導體器件集成度提高，圖案的尺寸已經減小并變得更精細。目前，電子束光刻方法或激光束方法通常用作在光掩模上形成圖案的方法。在相轉移掩模中，在透明襯底上依次形成例如相轉移層、鉻層和抗蝕劑層。然后，通過在抗蝕劑層上利用電子束光刻或激光束光刻實施曝光和顯影來形成抗蝕劑層圖案。通過利用抗蝕劑層圖案作為蝕刻掩模依次移除鉻層和相轉移層的暴露部分，形成暴露出透明襯底的透光區的相轉移層圖案和鉻層圖案。然后，移除抗蝕劑層圖案，并且隨后移除除框架(frame)區域以外的其余部分中的鉻層圖案。

與通過常規光刻方法的曝光相比，雖然通過電子束光刻方法或激光束光刻方法的曝光易于形成精細圖案，但是由于半導體器件集成度的快速提高，所以在形成超細圖案方面存在各種問題。例如，應該持續改善光刻設備、曝光設備、顯影設備和蝕刻設備以獲得和確保更精細的圖案。而且，在電子束光刻工藝或激光束光刻工藝中需要的抗蝕劑層材料的開發應該一起進行。然而，目前，設備的改善和材料的開發不能跟上所需要的集成度的增加。

發明內容

本發明的實施方案涉及利用自組裝分子制造光掩模(例如，二元光掩模、相轉移掩模(phase?shift?mask))的方法。所述方法能夠形成精細圖案并可使用常規曝光設備和抗蝕劑層材料進行。

根據一個實施方案，所述方法包括：在透明襯底上形成光阻擋層和在光阻擋層上形成硬掩模圖案。硬掩模圖案暴露出光阻擋層的一部分。所述方法還包括在硬掩模圖案上沉積自組裝分子(SAM)層。所述SAM層覆蓋硬掩模圖案和暴露的光阻擋層的一部分。所述方法還包括：在沒有被沉積的SAM層覆蓋的光阻擋層的暴露部分上形成抗蝕劑層圖案。所述方法還包括移除SAM層以暴露出硬掩模圖案和光阻擋層，和利用硬掩模圖案和抗蝕劑層圖案來蝕刻光阻擋層以形成光掩模。此外，所述方法還包括移除硬掩模圖案和抗蝕劑層圖案。

根據另一個實施方案，一種制造相轉移掩模的方法包括：在透明襯底上形成相轉移層和光阻擋層，和在光阻擋層上形成硬掩模圖案。硬掩模圖案暴露出光阻擋層的一部分。所述方法還包括在硬掩模圖案上沉積自組裝分子(SAM)層。SAM層覆蓋硬掩模圖案和暴露的光阻擋層的一部分。所述方法還包括在沒有被SAM層覆蓋的光阻擋層的暴露部分上形成抗蝕劑層圖案。所述方法還包括移除SAM層以暴露出硬掩模圖案和光阻擋層，以及利用硬掩模圖案和抗蝕劑層圖案來蝕刻光阻擋層以形成光掩模。此外，所述方法還包括移除由光掩模、硬掩模圖案和抗蝕劑層圖案暴露的相轉移層。所述方法還包括移除硬掩模圖案、光掩模和抗蝕劑層圖案。

在這些不同的實施方案中，硬掩模圖案可由金(Au)材料制成或可包含金(Au)材料。

硬掩模圖案的形成可包括：在硬掩模層上形成抗蝕劑層，和曝光抗蝕劑層并顯影曝光后的抗蝕劑層以形成抗蝕劑層圖案。抗蝕劑層圖案可具有暴露出硬掩模層一部分的開口。利用抗蝕劑層圖案作為蝕刻掩模，可蝕刻硬掩模層的暴露部分以形成硬掩模圖案，并且可移除抗蝕劑層圖案。硬掩模圖案優選具有暴露出光阻擋層一部分的開口。

硬掩模圖案開口的寬度優選為硬掩模圖案寬度的三倍。

SAM層的沉積優選包括在SAM溶液中浸漬襯底。

優選地，在SAM溶液中，每個自組裝分子的末端被硫(S)原子取代，所述硫(S)原子還優選通過烷基連接至自組裝分子。

沒有被SAM層覆蓋的光阻擋層的暴露部分優選具有通過控制烷基長度而可控制的寬度。

抗蝕劑層優選是負性抗蝕劑層。

優選地，SAM層的移除可通過實施氨處理方法和/或包括實施氨處理方法來實現。

根據本發明，與現有光刻方法相比，自組裝分子與硬掩模圖案的自發反應能夠形成精確的精細圖案。因此，能夠僅僅使用目前常規使用的曝光設備和抗蝕劑層材料容易地形成精細圖案。

結合附圖以及所附的權利要求，根據以下詳述，所公開的發明的其它特征對本領域技術人員而言可變得顯而易見。

附圖說明