專利名稱：掩模坯體、掩模坯體的產(chǎn)生方法以及掩模的產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)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(shù)：
用于制造半導(dǎo)體設(shè)備的技術(shù)使用包含有透明基片上的擋光轉(zhuǎn)印圖案的光掩模來(lái) 使各種類型的圖案小型化。光掩模的轉(zhuǎn)印圖案通過(guò)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(lái)獲得。在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)使用化學(xué)增幅 抗蝕劑作為抗蝕劑掩模的材料來(lái)提高擋光膜的分辨率(形成圖案形狀)和生成能力?；瘜W(xué)增幅抗蝕劑是包括基礎(chǔ)樹脂和酸產(chǎn)生劑的復(fù)合物，其在酸產(chǎn)生劑接收曝光時(shí) 產(chǎn)生作為催化物質(zhì)的酸。通過(guò)曝光產(chǎn)生的酸隨后被加熱，藉此與影響基礎(chǔ)樹脂溶解性的官 能團(tuán)或功能物質(zhì)反應(yīng)，從而抗蝕劑材料獲得抗蝕功能。換句話說(shuō)，通過(guò)曝光產(chǎn)生的酸促進(jìn)了 負(fù)性抗蝕劑的交聯(lián)反應(yīng)，并且促進(jìn)了正性抗蝕劑的分解反應(yīng)。這允許化學(xué)增幅抗蝕劑使用 較少量的曝光形成抗蝕劑的圖案。當(dāng)使用化學(xué)增幅抗蝕劑作為抗蝕劑材料，鹽基(base)會(huì)存在于擋光膜的表面上 并且通過(guò)曝光產(chǎn)生的酸會(huì)擴(kuò)散到擋光膜在抗蝕膜與擋光膜的界面。這會(huì)削弱通過(guò)曝光產(chǎn)生 的酸的催化作用。結(jié)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(nèi)會(huì)發(fā) 生明顯的形狀缺陷。例如，在擋光膜表面附近抗蝕劑掩模擴(kuò)展的形狀缺陷發(fā)生在負(fù)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(fā)生在正性抗蝕劑中。因而，在光 掩模制造技術(shù)中，已經(jīng)給出了各種建議來(lái)解決這種形狀缺陷。在專利文獻(xiàn)1中，由硅化物材料制成的高密度無(wú)機(jī)膜設(shè)置在擋光膜與抗蝕膜之間 作為抑制層。抑制層抑制酸擴(kuò)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(xiàn)2中，由具有比抗蝕劑掩模更高蝕刻率的有機(jī)材料制成的抑制層設(shè)置在擋光膜與 化學(xué)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(duì)具有更高分辨率的擋光層制作圖案。然而，當(dāng)使用無(wú)機(jī)膜作為抑制層時(shí)，抗蝕劑掩模的形狀、擋光膜的表面粗糙度容易 改變無(wú)機(jī)膜的密度。這導(dǎo)致抗蝕劑掩模形狀變化大，并因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)印圖案形狀變化大。而 且，為了形成轉(zhuǎn)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(chǎn)光掩模的步驟并且明顯降低了光掩模的生產(chǎn)率。當(dāng)使用有機(jī)材料作為抑制層時(shí)，有機(jī)膜的密度小于無(wú)機(jī)膜。因此，酸到擋光膜的擴(kuò) 散不能被充分地阻止。而且，來(lái)自擋光膜的鹽基的滲透是難以阻止的。因此，由有機(jī)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(kuò)散和鹽基滲透。因而，比使用無(wú) 機(jī)膜更難以降低所述厚度，并且當(dāng)降低抑制層的厚度時(shí)，抗蝕劑掩模的形狀缺陷將發(fā)生。另 一方面，當(dāng)增加抑制層的厚度時(shí)，抗蝕劑掩模將被蝕刻得更多，并且當(dāng)蝕刻具有抗蝕劑掩模 的抑制層時(shí)，擋光膜的分辨率被明顯降低。專利文件1 日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2003-107675專利文件2 日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2007-171520

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(zhuǎn)印圖案的形成，在轉(zhuǎn)印圖案中不會(huì)發(fā)生形狀缺陷。本發(fā)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(shè)置在所述透 明基片上的蝕刻層、設(shè)置在所述蝕刻層上并且利用第一化學(xué)增幅抗蝕劑形成的抑制層、以 及設(shè)置在所述抑制層上并且利用第二化學(xué)增幅抗蝕劑形成的掩模層。所述掩模層用于在接 收曝光時(shí)使用所述第二化學(xué)增幅抗蝕劑產(chǎn)生酸，并且改變所述掩模層相對(duì)顯影液體的溶解 性。所述抑制層用于在接收通過(guò)所述掩模層的曝光時(shí)使用所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑產(chǎn)生 酸，并且獲得掩模層相對(duì)所述顯影液體的不溶性。本發(fā)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(xué)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(xué)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(xué)增 幅抗蝕劑到所述抑制層并且從所述第二化學(xué)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(xué)增幅抗蝕劑到所述蝕刻層并且加熱所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑以從 所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑去除溶劑。當(dāng)接收曝露到所述掩模層上的曝光時(shí)，由于所述第一 化學(xué)增幅抗蝕劑，所述抑制層起到獲得所述掩模層相對(duì)顯影液體的不溶性的作用。本發(fā)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(jù)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(guò)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(guò)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(zhuǎn)印圖案。


圖1是表示掩模坯體的截面圖；圖2是表示所述掩模坯體的截面圖；圖3是表示用于制造所述掩模坯體的方法的流程圖；圖4是表示用于制造掩模的方法的流程圖；圖5是表示在掩模坯體制造方法中的一個(gè)步驟的圖；圖6是表示在掩模坯體制造方法中的一個(gè)步驟的圖；圖7A和7B是表示實(shí)施例和比較例的轉(zhuǎn)印圖案的各自的SME照片。附圖標(biāo)記10...掩模坯體，11...透明基片，12...擋光膜，13...抗反射膜，14...底層， 15...掩模層，15P...抗蝕劑掩模，20...抑制層
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖討論根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的掩模坯體10。圖1和2是截面 圖，每個(gè)都表示掩模坯體10。在圖1中，在透明基片11上，掩模坯體10包括阻擋曝光的擋光膜12和阻止曝光反 射的抗反射膜13。在本實(shí)施方式中，擋光膜12和抗反射膜13形成作為蝕刻層的底層14。
可以使用例如合成的硅基片作為透明基片11。可以使用例如鉻來(lái)作為擋光膜12。 可以使用選自鉻、鉬、鎢、鉭、鈦、釩和鋯中的一種的氧化物、氮化物、碳化物、或氧氮化物來(lái) 作為抗反射膜13。使用化學(xué)增幅光致抗蝕劑制成的掩模層15被設(shè)為掩模坯體10的最頂層。防止掩 膜層15的分辨率下降并且使用化學(xué)增幅光致抗蝕劑制成的抑制層20設(shè)置在掩模層15與 底層14之間。在本實(shí)施方式中，用于制成掩膜層15的化學(xué)增幅抗蝕劑簡(jiǎn)稱為掩膜抗蝕劑，而用 于制成抑制層20的化學(xué)增幅抗蝕劑簡(jiǎn)稱為抑制抗蝕劑?；瘜W(xué)增幅抗蝕劑是一種包括基礎(chǔ)樹脂和酸產(chǎn)生劑的復(fù)合物，該樹脂相對(duì)作為顯影 液體的堿性溶液的溶解性是變化的，而該酸產(chǎn)生劑經(jīng)曝光產(chǎn)生酸。例如，諸如锍鹽酸產(chǎn)生劑 和碘鹽酸產(chǎn)生劑之類的鐺鹽酸產(chǎn)生劑、肟磺酸鹽酸產(chǎn)生劑、酰亞胺磺酸鹽酸產(chǎn)生劑可以用 作酸產(chǎn)生劑。例如，對(duì)羥基苯乙烯樹脂及它的衍生物可以用作基礎(chǔ)樹脂。例如，對(duì)于正性類 型的抗蝕劑，可以使用其中對(duì)羥基苯乙烯樹脂的部分羥基由具有堿不溶性結(jié)構(gòu)的乙縮醛保 護(hù)基取代的結(jié)構(gòu)。對(duì)于負(fù)性類型，可以使用可溶解于堿的對(duì)羥基苯乙烯樹脂和交聯(lián)劑的混 合物。例如，加速到50kV的電子束或波長(zhǎng)為257nm的DUV激光可用作曝光的光源?；瘜W(xué)增幅抗蝕劑在包含有機(jī)溶劑的狀態(tài)下施用于對(duì)象，并且通過(guò)去除該有機(jī)溶劑 而固化?；瘜W(xué)增幅抗蝕劑從被固化時(shí)開始吸收曝光，使得酸產(chǎn)生劑產(chǎn)生酸。這樣通過(guò)基礎(chǔ) 樹脂的取代基和酸的反應(yīng)、交聯(lián)劑和酸的反應(yīng)等改變了基礎(chǔ)樹脂的堿溶性。酮、醇、醚、酯等 可以用作有機(jī)溶劑。掩模層15是其中包含在掩?？刮g劑內(nèi)的有機(jī)溶劑被去除并且通過(guò)加熱被固化的 層。掩模層15通過(guò)加熱施加到抑制層20的掩?？刮g劑而形成。為了形成超精細(xì)轉(zhuǎn)印圖案， 掩模層15具有500nm或以下的厚度、優(yōu)選地有400nm或以下的厚度、并且更優(yōu)選地有300nm 或以下的厚度。包含堿不溶性基礎(chǔ)樹脂并且吸收曝光以獲得堿溶性的正性類型可以用作掩 ?？刮g劑?；蛘撸▔A溶性基礎(chǔ)樹脂并且吸收曝光以獲得堿不溶性的負(fù)性類型可以用作 掩?？刮g劑。在抗蝕劑掩模形成過(guò)程中(掩模制造步驟)，掩模層15在接收曝光時(shí)利用酸產(chǎn)生 劑產(chǎn)生酸。掩模層15導(dǎo)致由曝光產(chǎn)生的酸與影響基礎(chǔ)樹脂溶解性的官能團(tuán)或功能物質(zhì)之 間的反應(yīng)，從而掩模層15獲得堿不溶性或堿溶性。抑制層20是由交聯(lián)的基礎(chǔ)樹脂形成的層，并且是包含酸產(chǎn)生劑的層。抑制層20通 過(guò)過(guò)分加熱施加到底層14的抑制抗蝕劑而形成。更具體地，抑制層20通過(guò)經(jīng)由加熱從抑 制抗蝕劑去除有機(jī)溶劑并且經(jīng)由進(jìn)一步的加熱使包含在抑制抗蝕劑內(nèi)的基礎(chǔ)樹脂交聯(lián)而 形成。抑制層20具有比掩模層15足夠小的厚度，并且是例如Inm到200nm、優(yōu)選地是Inm 到50nm、更優(yōu)選地是Inm到30nm。包含堿溶性基礎(chǔ)樹脂并且通過(guò)烘干(加熱)以及通過(guò)曝 光的進(jìn)一步照射獲得堿不溶性的負(fù)性類型抗蝕劑可以用作抑制抗蝕劑。在轉(zhuǎn)印圖案形成步驟中(掩模制造步驟)，抑制層20在接收曝光時(shí)利用酸產(chǎn)生劑 產(chǎn)生酸。抑制層20在掩模層15與抑制層20之間互相地?cái)U(kuò)散由酸產(chǎn)生劑產(chǎn)生的酸。在抑 制層20內(nèi)，基礎(chǔ)樹脂被交聯(lián)。因此，這個(gè)密度是很高的。結(jié)果，抑制層20抑制酸從掩模層 15擴(kuò)散，并且抑制鹽基從底層14滲透，從而確保避免掩模層15內(nèi)酸的減少。如圖2所示，掩模坯體10可以由在透明基片11和底層14之間的偏移曝光相位的相移半色調(diào)膜21制成。例如鉻(CrO, CrF等)、鉬(MoSiON、MoSiN, MoSiO等)、鎢(WsiON、 WsiN、WsiO等)、以及硅(SiN等)的各種已知半色調(diào)膜可以用作相移半色調(diào)掩模21。掩模坯體10包含鉭材料或者鉻材料的吸收主體膜，以在多層反射膜上或設(shè)置在 多層反射膜上的緩沖層上形成轉(zhuǎn)印圖案。吸收主體膜可用作底層14。掩模坯體10還包括 鉻材料等的轉(zhuǎn)印圖案形成薄膜以形成轉(zhuǎn)印圖案。轉(zhuǎn)印圖案形成薄膜可以用作底層14。因而，本實(shí)施方式的掩模坯體10包含光掩模坯體、相移掩模坯體、反射掩模坯體 和壓印轉(zhuǎn)印基片?，F(xiàn)在將描述一種用于制造掩模坯體10的方法。在掩模坯體制造方法中，不管掩模 坯體是什么類型，作為本發(fā)明的特征，抑制層20形成步驟都是相同的，而底層14的形成步 驟根據(jù)掩模坯體的類型而不同。因此，現(xiàn)在將描述用于制造圖1所示掩模坯體10的方法。圖3是表示掩模坯體制造方法的流程圖。如圖3所示，掩模坯體10的制造方法首 先執(zhí)行濺射等來(lái)在透明基片11上形成底層14(底層形成步驟步驟Sll)。在形成底層14 之后，執(zhí)行旋涂等來(lái)在底層14上形成抑制抗蝕劑的涂覆膜(第一涂覆步驟步驟S12)。在抑制抗蝕劑的涂覆膜形成在底層14的表面上之后，使用烘干設(shè)備在抑制抗蝕 劑涂覆膜上執(zhí)行過(guò)分烘干處理(第一烘干步驟步驟S13)。在第一烘干步驟中，包含在抑 制抗蝕劑內(nèi)的有機(jī)溶劑通過(guò)加熱去除，并且包含在抑制抗蝕劑內(nèi)的基礎(chǔ)樹脂通過(guò)進(jìn)一步加 熱被交聯(lián)。這樣形成了抑制層20，其在掩模坯體10的制造階段中在底層14的表面上是不 溶解的。所述過(guò)分烘干包括在比隨后的第二烘干步驟更高溫度和/或更長(zhǎng)時(shí)間條件下執(zhí)行 加熱處理。在第一烘干步驟中，通過(guò)在比正常烘干(即第二烘干步驟)更高溫度和/或更 長(zhǎng)時(shí)間條件下過(guò)分加熱抑制抗蝕劑，通過(guò)掩?？刮g劑的后續(xù)加熱，抑制層20性狀的變化被 抑制。因而，抑制層20的不溶性在掩模坯體10的制造階段中以最佳方式被保持。當(dāng)形成了抑制層20，執(zhí)行旋涂等在抑制層20上形成掩?？刮g劑的涂覆膜(第二涂 覆步驟步驟S14)。在掩?？刮g劑的涂覆膜形成在抑制層20的表面上之后，使用烘干設(shè)備 在掩?？刮g劑涂覆膜上執(zhí)行烘干處理(第二烘干步驟步驟S15)。在第二烘干步驟中，包 含在掩?？刮g劑內(nèi)的有機(jī)溶劑通過(guò)加熱被去除。這樣在抑制層20的表面上形成了掩模層 15，并且形成了掩模坯體10。接下來(lái)將描述一種使用掩模坯體10的掩模制造方法。不管掩模坯體是什么類型， 作為本發(fā)明特征的抑制層20都是相同的，而底層14根據(jù)掩模坯體的類型而不同。因此，接 下來(lái)將描述一種使用圖1所示的掩模坯體10制造掩模方法。圖4是表示掩模制造方法的流程圖。并且圖5和圖6是表示掩模制造方法的步驟。 當(dāng)使用正性類型掩?？刮g劑時(shí)，執(zhí)行與使用負(fù)性類型的情況相似的步驟。下面將描述使用 負(fù)性類型抑制抗蝕劑和正性類型掩模抗蝕劑的情況。參考圖4，首先在掩模的制造方法中使用曝光設(shè)備，利用具有預(yù)定波長(zhǎng)的曝光L照 射掩模層15的曝光區(qū)域EA，如圖5所示。隨后使用烘干設(shè)備，在已曝光的掩模層15上執(zhí)行 烘干處理(曝光步驟步驟S21)。在這種狀態(tài)中，如圖5所示，掩模層15的曝光區(qū)域EA內(nèi)接收曝光L的酸產(chǎn)生劑產(chǎn) 生酸。烘干處理導(dǎo)致通過(guò)曝光產(chǎn)生的酸與影響基礎(chǔ)樹脂溶解性的官能團(tuán)或官能物質(zhì)反應(yīng)， 并且在曝光區(qū)域EA獲得堿溶性。直接處在曝光區(qū)域EA下面的抑制層20被通過(guò)掩模層15 傳輸?shù)钠毓釲照射，并且酸產(chǎn)生劑產(chǎn)生酸。所述酸進(jìn)一步增強(qiáng)抑制層20內(nèi)基礎(chǔ)樹脂的交聯(lián)，并且進(jìn)一步確保抑制層20獲得不溶性。因而，直接處在曝光區(qū)域EA下面的抑制層20在掩 模層15與抑制層20之間互相地?cái)U(kuò)散由酸產(chǎn)生劑產(chǎn)生的酸，并且抑制鹽基從底層14擴(kuò)散。結(jié)果，在抑制了掩模層15內(nèi)在與掩模層15的界面處酸減少的同時(shí)，抑制層20導(dǎo) 致掩模層15在整個(gè)曝光區(qū)域EA上獲得均勻的堿溶性。而且抑制層20通過(guò)酸的互相擴(kuò)散 保持了曝光區(qū)域EA的酸濃度。因此，與僅依靠抑制層20的厚度或密度來(lái)抑制酸從掩模層 15的曝光區(qū)域EA擴(kuò)散相比，抑制層20的厚度可以大大減小。在掩模層15上執(zhí)行曝光處理之后，使用顯影設(shè)備將顯影液體輸送到整個(gè)掩模層 15上(顯影步驟步驟S22)。在這種情況下，如圖6所示，顯影液體洗脫在掩模層15內(nèi)的整個(gè)曝光區(qū)域EA，并 且除曝光區(qū)域EA之外的區(qū)域(在下文中簡(jiǎn)稱為抗蝕劑掩模15P)仍然保留在抑制層20上。 與掩模層15的洗脫無(wú)關(guān)，顯影液體不會(huì)洗脫抑制層20，因?yàn)榛A(chǔ)樹脂通過(guò)過(guò)分烘干處理以 及在曝光L抑制層20內(nèi)產(chǎn)生的酸而被交聯(lián)。這樣抑制了掩模層15的曝光區(qū)域EA內(nèi)酸的 減少。因此，掩模層15在與抑制層20的界面處的分辨率(圖案形狀)得到改善。在掩模層15上執(zhí)行顯影處理之后，使用蝕刻設(shè)備在整個(gè)掩模坯體10上執(zhí)行蝕刻 處理(蝕刻步驟步驟S23)。在這種情況下，選擇包括鹵族和氧氣的氣體混合物作為蝕刻氣體來(lái)蝕刻底層14。 抑制層20從曝光區(qū)域EA曝露的區(qū)域通過(guò)曝露于包含氧氣的蝕刻氣體而被去除。直接在曝 光區(qū)域EA下面的底層14通過(guò)直接位于上面的抑制層20區(qū)域的去除而被去除(蝕刻)。結(jié) 果，在掩模坯體10內(nèi)除了曝光區(qū)域EA外的區(qū)域內(nèi)形成了轉(zhuǎn)印圖案。這樣形成了具有高分辨率的掩模層15。因此，抑制層20被高分辨率地蝕刻，并且 底層14也被高分辨率地蝕刻。而且，在蝕刻期間抗蝕劑掩模15P的形狀得以維持，因?yàn)橐?制層20的厚度是小的。因此，底層14以更高的分辨率被蝕刻，并且抑制了與轉(zhuǎn)印圖案相關(guān) 的形狀缺陷。[第一實(shí)施例]具有0. 25英寸厚度以及6平方英寸大小的合成硅基片用作透明基片11。執(zhí)行濺 射以在透明基片11形成鉻膜，以獲得底層14(底層形成步驟)。而且，執(zhí)行旋涂來(lái)涂覆負(fù)性化學(xué)增幅抗蝕劑(富士膜電材料有限公司制造的 FEN-270)，并且在鉻膜上形成IOnm的涂覆膜(第一涂覆步驟)。隨后，在該抑制抗蝕劑的涂 覆膜上使用加熱板，在200°C條件下執(zhí)行過(guò)分的烘干處理15分鐘以獲得抑制層20 (第一烘 干步驟)。通過(guò)旋涂方法利用正性類型化學(xué)增幅抗蝕劑(富士膜電材料有限公司制造的 FEP-171)在抑制層20上形成300nm的涂覆膜(第二涂覆步驟)。其后，在掩模抗蝕劑的涂 覆膜上使用加熱板，在145°C條件下執(zhí)行烘干處理15分鐘以完成掩模層15，從而獲得第一 實(shí)施例的掩模坯體10 (第二烘干步驟)。隨后用50keV電子束曝光設(shè)備曝光第一實(shí)施例的掩模坯體10，并且在被曝光的掩 模坯體10上進(jìn)一步執(zhí)行烘干處理(曝光步驟)。隨后，執(zhí)行顯影處理以獲得遵循線/空間 (L/S)設(shè)計(jì)規(guī)則為lOOnm/lOOnm和200nm/200nm的抗蝕劑掩模15P。圖7A表示遵循的L/S 設(shè)計(jì)規(guī)則為lOOnm/lOOnm的抗蝕劑掩模15P的SEM照片。如圖7A所示，在第一實(shí)施例的抗蝕劑掩模15P的底部(由圖7A的箭頭所指部分)不能看出所謂的“裙形”或者說(shuō)掩模層15沿著抑制層20鋪展的形狀，并且發(fā)現(xiàn)掩模層15具 有高的分辨率。利用第一實(shí)施例的抗蝕劑掩模15P在底層14上執(zhí)行蝕刻處理以獲得遵循的L/S 設(shè)計(jì)規(guī)則為lOOnm/lOOnm和200nm/200nm的轉(zhuǎn)印圖案。測(cè)量了 L/S設(shè)計(jì)規(guī)則為lOOnm/lOOnm 的轉(zhuǎn)印圖案的SEM照片。結(jié)果，不能看出在轉(zhuǎn)印圖案底部從所述線超過(guò)IOnm的變化，并且 發(fā)現(xiàn)，與掩模層15相同，底層14具有高的分辨率。[第一比較例]沒有執(zhí)行第一涂覆步驟和第一烘干步驟，但是以與第一實(shí)施例相同的方式執(zhí)行其 他步驟，獲得了第一比較例的掩模坯體10。隨后用50keV電子束曝光設(shè)備曝光第一比較例 的掩模坯體10，并且在被曝光的掩模坯體10上執(zhí)行烘干處理和顯影處理(曝光步驟)以獲 得第一比較例的抗蝕劑掩模15P。圖7B表示遵循的L/S設(shè)計(jì)規(guī)則為lOOnm/lOOnm的抗蝕劑 掩模15P的SEM照片。如圖7B所示，在第一比較例的抗蝕劑掩模15P的底部(由圖7B的箭頭所指部分) 能看出掩模層15沿著底層14鋪展的“裙形”，并且發(fā)現(xiàn)在第一比較例中掩模層15的分辨率 遠(yuǎn)差于第一實(shí)施例。利用第一比較例的抗蝕劑掩模15P在底層14上執(zhí)行蝕刻處理以與實(shí)施例相同的 方式獲得遵循的L/S設(shè)計(jì)規(guī)則為lOOnm/lOOnm和200nm/200nm的轉(zhuǎn)印圖案。測(cè)量了 L/S設(shè) 計(jì)規(guī)則為lOOnm/lOOnm的轉(zhuǎn)印圖案的SEM照片。結(jié)果，在轉(zhuǎn)印圖案底部能看出從所述線大 約30nm的變化，并且發(fā)現(xiàn)，與掩模層15相似，在第一比較例中底層14的分辨率遠(yuǎn)差于第一 實(shí)施例。[第二比較例]在第一涂覆步驟中，IOnm的涂覆膜由不包含酸產(chǎn)生劑的抗蝕刻基礎(chǔ)膜形成材料 (抗反射膜形成材料)(尼桑化學(xué)有限公司制造的ARC29A)形成。以與第一實(shí)施例相同的方 式執(zhí)行其他步驟以獲得第二比較例的掩模坯體10。隨后用50keV電子束曝光設(shè)備曝光第二比較例的掩模坯體10，并且在被曝光的掩 模坯體10上執(zhí)行烘干處理和顯影處理(曝光步驟)以獲得第二比較例的抗蝕劑掩模15P。 測(cè)量了第二比較例的抗蝕劑掩模15P的SEM照片。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)第二比較例的掩模層15，與第 一比較例的掩模層15相似，遠(yuǎn)差于第一實(shí)施例。隨后，以與第一實(shí)施例相同的方式，利用第二比較例的抗蝕劑掩模15P在底層14 上執(zhí)行蝕刻處理以獲得轉(zhuǎn)印圖案。從第二比較例的轉(zhuǎn)印圖案的SEM照片的測(cè)量結(jié)果，發(fā)現(xiàn) 第二比較例的底層14遠(yuǎn)差于第一實(shí)施例，這與第一比較例1類似。根據(jù)實(shí)施例的掩模坯體10具有下述優(yōu)點(diǎn)。(1)掩模層15用掩模抗蝕劑形成，并且當(dāng)接收曝光L時(shí)通過(guò)掩?？刮g劑產(chǎn)生酸。 這樣改變了掩模層15相對(duì)于其顯影液體的溶解性。抑制層20用抑制抗蝕劑形成，并且在 曝露于通過(guò)掩模層15的曝光L時(shí)利用抑制抗蝕劑產(chǎn)生酸。這樣賦予掩模層15相對(duì)其顯影 液體的不溶性。因而，抑制層20的厚度、抑制層20的密度以及抑制層20的酸濃度抑制了掩模層 15在曝光區(qū)域EA內(nèi)的酸濃度變化。因此，在整個(gè)曝光區(qū)域EA內(nèi)掩模層15的溶解性是均勻 的。結(jié)果，與通過(guò)抑制層20的厚度和抑制層20的密度抑制掩模層15的酸濃度變化相比，掩模坯體10允許更薄的抑制層20。因此，通過(guò)抑制掩模坯體10內(nèi)酸濃度的變化避免了底 層14的形成圖案缺陷，并且通過(guò)減低抑制層20的厚度提高了底層14的分辨率。(2)除了使用通過(guò)曝光L產(chǎn)生酸的化學(xué)增幅抗蝕劑作為“抑制抗蝕劑”外，抑制層 20通過(guò)在抑制抗蝕劑上執(zhí)行過(guò)分烘干而形成。因而，在掩模坯體10的制造階段中獲得了抑 制層20的不溶性。(3)抑制層20的膜厚度是Inm到200·。因而，由于確保了抑制層20厚度的減少 而確保了底層14分辨率的提高。(4)利用化學(xué)增幅抗蝕劑形成了掩模層15和抑制層20。這樣確保了在掩模層15 和抑制層20之間的粘性以及在抑制層20和底層14之間的粘性。上述實(shí)施方式可作如下修改?？梢詫⒖狗瓷淠?3改變?yōu)榘胪该髂ぁ６业讓?4可以是例如僅包含擋光膜12 或半透明膜的單層。底層14不限制擋光膜12或半透明膜的堆疊順序。例如，可以將擋光 膜12疊在半透明膜上。
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權(quán)利要求
一種掩模坯體，包括透明基片；設(shè)置在所述透明基片上的蝕刻層；設(shè)置在所述蝕刻層上并且利用第一化學(xué)增幅抗蝕劑形成的抑制層；以及設(shè)置在所述抑制層上并且利用第二化學(xué)增幅抗蝕劑形成的掩模層；其中，所述掩模層用于在接收曝光時(shí)用所述第二化學(xué)增幅抗蝕劑產(chǎn)生酸，并且改變所述掩模層相對(duì)顯影液體的溶解性；所述抑制層用于在接收通過(guò)所述掩模層的曝光時(shí)用所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑產(chǎn)生酸，并且獲得掩模層相對(duì)所述顯影液體的不溶性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模坯體，其中所述抑制層具有Inm到200nm的膜厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模坯體，其中所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑包括 溶劑，其使所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑固化；酸產(chǎn)生劑，其利用所述曝光來(lái)產(chǎn)生酸；以及基礎(chǔ)樹脂與交聯(lián)劑的混合物，所述基礎(chǔ)樹脂具有相對(duì)所述顯影液體的溶解性；并且 所述抑制層通過(guò)去除所述溶劑而生成，并且通過(guò)由所述曝光產(chǎn)生的酸和所述交聯(lián)劑的 反應(yīng)而形成交聯(lián)的基礎(chǔ)樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模坯體，其中所述抑制層，在接收所述曝光之前，通過(guò)所述 第二化學(xué)增幅抗蝕劑的加熱獲得不溶性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任意一項(xiàng)所述的掩模坯體，其中用于所述抑制層的所述第一化 學(xué)增幅抗蝕劑是負(fù)性抗蝕劑。
6.一種制造掩模坯體的方法，包括以下步驟 在透明基片上形成蝕刻層；利用第一化學(xué)增幅抗蝕劑在所述蝕刻層上形成抑制層；以及 利用第二化學(xué)增幅抗蝕劑在所述抑制層上形成掩模層；其中，形成所述掩模層的步驟包括將所述第二化學(xué)增幅抗蝕劑涂覆到所述抑制層并且 從所述第二化學(xué)增幅抗蝕劑去除溶劑；形成所述抑制層的步驟包括將所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑涂覆到所述蝕刻層并且加熱 所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑以從所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑去除溶劑；并且當(dāng)接收曝露到所述掩模層上的曝光時(shí)，由于所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑，所述抑制層起 到獲得所述掩模層相對(duì)顯影液體的不溶性的作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造掩模坯體的方法，其中所述形成所述抑制層的步驟包括 在從所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑去除溶劑之后，通過(guò)進(jìn)一步加熱所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑， 獲得所述不溶性。
8.—種制造掩模的方法，所述方法包括以下步驟利用根據(jù)權(quán)利要求6的制造掩模坯體的方法制造所述掩模坯體； 通過(guò)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(guò)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(zhuǎn)印圖案。
全文摘要
一種掩模坯體，其可以形成高分辨率的轉(zhuǎn)印圖案而不會(huì)發(fā)生形狀缺陷。掩模坯體(10)包括透明基片(11)、設(shè)置在所述透明基片(11)上的待蝕刻層(14)、設(shè)置在所述待蝕刻層(14)上并且利用第一化學(xué)增幅抗蝕劑形成的抑制層(20)、以及設(shè)置在所述抑制層(20)上并且利用第二化學(xué)增幅抗蝕劑形成的掩模層(15)。掩模層(15)用于在接收曝光時(shí)使用所述第二化學(xué)增幅抗蝕劑產(chǎn)生酸，并且改變掩模層(15)相對(duì)顯影液體的可溶性。抑制層(20)用于在接收通過(guò)掩模層(15)的曝光時(shí)使用所述第一化學(xué)增幅抗蝕劑產(chǎn)生酸，并且獲得掩模層(15)相對(duì)顯影液體的不溶性。
文檔編號(hào)G03F7/095GK101910941SQ20088012316
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者倉(cāng)林章, 小川巧, 平元豪 申請(qǐng)人:愛發(fā)科成膜株式會(huì)社