TWI402609B - A method for manufacturing a mask substrate and a transfer mask - Google Patents
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Description
本發明有關於在半導體裝置或顯示裝置(顯示面板)等的製造中所使用的遮罩基底以及轉移遮罩等。
近年來,在半導體裝置中的電路圖案的微細化進展,有需要使用於半導體的設計準則(design rule)中的DRAM半間距(hp)65nm以下的微影遮罩基底以及遮罩。
通常,因為在微細加工半導體裝置時的微影是以縮小投影曝光進行,於轉移用遮罩上形成的圖案尺寸被認為在轉移至半導體基板上的圖案尺寸4倍左右的大小。然而,在上述的半導體設計準則(DRAM hp65nm以下)的微影中,轉移至半導體基板的電路圖案的尺寸,因為變得比曝光光線的波長更小得多,如果使用形成的電路圖案擴大至其4倍左右的轉移圖案的轉移用遮罩,而進行縮小投影曝光的話,由於曝光光線的干涉等的影響,變得不能將轉移圖案整個的形狀轉移至半導體基板上的光阻膜。
因此,超解像遮罩,例如可使用藉由進行光學鄰近效應修正(Optical Proximity Effect Correction:OPC),適合於使轉移特性惡化的光學鄰近效應的修正技術的OPC遮罩或藉由於線狀等的遮光圖案的中心部分設置相位移的結構(遮罩增強),強調遮罩圖案的遮光性而使線狀圖案的解析度提昇的相位移遮罩(增強型遮罩)等。例如,有必要於OPC遮罩形成電路圖案的1/2以下尺寸的OPC圖案(例如,未滿100nm的線寬的輔助列或鎚頭等)。再者,在增強型遮罩中的遮光圖案或相位移圖案的線寬也有必要變成為非常地細的線寬的圖案。
此外,增強型遮罩,是從遮光圖案周邊回捲至遮光圖案的內側光的強度,與通過相位移的光的強度剛好平衡的方式,調整圖案寬度以及相位移寬度,則通過遮罩增強的光的振幅強度,在對應遮罩增強物的中心的位置變成0的分佈的遮罩,並且通過遮罩增強物的光的強度(振幅強度的2倍),在對應遮罩增強物的中心的位置也變成0分佈的遮罩。
然而,在使用具有解析度高的化學增幅型光阻製作上述半導體設計準則(DRAM hp65nm以下)的轉移用遮罩的情況下,於形成圖案狀的光阻膜的過程之中,而產生因為密著性不足,在顯影處理中發生光阻圖案消失,以及圖案缺陷的問題。
因此,本發明是為了解決上述問題,其目的為在製造半導體設計準則(DRAM hp65nm以下)的轉移用遮罩時,提供能夠防止光阻圖案的消失、防止圖案缺陷的遮罩基底,以及轉移遮罩。
本發明具有以下的構造。
(構造1)包括用來於基板上形成成膜的遮罩圖案的薄膜與成膜於此薄膜的上方的光阻膜的遮罩基底,其特徵在於:藉由在上述薄膜與上述光阻膜插入接合的附著層,在進行上述光阻膜圖案化形成時的顯影時,可防止已圖案化形成的光阻膜的倒塌。
(構造2)構造1記載的遮罩基底之中,其特徵在於上述附著層為對於使用於顯影時的顯影液具有耐性的樹脂膜。
(構造3)構造1或2記載的遮罩基底之中,其特徵在於形成上述光阻膜側的上述附著層表面,被清淨化處理。
(構造4)構造1~3任一者記載的遮罩基底之中,其特徵在於,上述附著層是藉由上述薄膜的圖案化處理去除的構造。
(構造5)構造1~4任一者記載的遮罩基底之中,其特徵在於,上述薄膜為金屬膜。
(構造6)構造1~5任一者記載的遮罩基底之中,其特徵在於,上述薄膜為包含矽的矽含有膜。
(構造7)轉移遮罩的製造方法,其特徵在於:圖案化在構造1~6之中任一個遮罩基底中的上述薄膜;以及在上述基板上形成轉移圖案。
(構造8)在形成有薄膜的基板上具有光阻膜的遮罩基底,其特徵在於:在上述薄膜與上述光阻膜之間插入一中間層,用以防止由上述光阻膜形成的光阻圖案的崩塌。
(構造9)構造8記載的遮罩基底之中,在上述光阻膜形成的光阻圖案含有未滿100nm的線寬的圖案。
(構造10)構造8或9項記載的遮罩基底之中,在上述光阻膜形成的光阻圖案為含有高寬比為3以上的圖案。
(構造11)構造8至10任一項記載的遮罩基底,其特徵在於:對於用來在上述光阻膜形成光阻圖案的顯影液,上述中間層為非溶性。
(構造12)構造8至11任一項記載的遮罩基底,其特徵在於:以上述光阻圖案作為遮罩,而對上述薄膜進行圖案化處理時,上述中間層為被圖案化的構造。
(構造13)構造8至12任一項記載的遮罩基底,其特徵在於:由上述基板進行光阻圖案剝離處理時,上述中間層為被剝離的構造。
(構造14)構造8至13任一項記載的遮罩基底,其特徵在於:上述薄膜為含有鉻的膜或含有矽的膜。
(構造15)轉移遮罩的製造方法,其特徵在於包括:準備具有用以形成遮罩圖案的薄膜、披覆形成有此薄膜的至少一部分的遮罩圖案的區域的中間層、形成於此中間層上的光阻圖案的遮罩基底;以及以上述光阻圖案作為遮罩,依序圖案化上述中間層與上述薄膜。
(構造16)構造15所述的轉移遮罩的製造方法,其特徵在於:進行上述中間層與上述薄膜的圖案化處理之後,依序剝離上述光阻圖案與上述中間層。
以下,詳細地說明本發明。
本發明的遮罩基底為包括用來於基板上形成成膜的遮罩圖案的薄膜與成膜於此薄膜的上方的光阻膜的遮罩基底,其特徵在於:藉由在上述薄膜與上述光阻膜插入接合的附著層,在進行上述光阻膜圖案化形成時的顯影時,可防止已圖案化形成的光阻膜的倒塌。(構造1)
構造1的發明,在用來形成遮罩圖案的的薄膜與光阻膜插入接合的附著層,所以在製作半導體設計準則(DRAM hp65nm以下)的轉移用遮罩的情況,在進行光阻膜圖案化形成時的顯影時,可防止已圖案化形成的光阻膜的倒塌。所以,可提供防止因光阻圖案倒塌造成的圖案缺陷。
構造2的發明,附著層藉由對於使用於顯影時的顯影液具有耐性的樹脂膜,可更提昇與光阻膜的密著性。
構造3的發明,藉由形成上述光阻膜側的上述附著層表面,被清淨化處理,可更提昇與光阻膜的密著性,同時,可防止阻害光阻膜的機能的物質,由光阻膜的底部往光阻膜的內部移動。特別是,光阻為化學增幅型光阻的情況,能夠阻止來自光阻膜的底部的化學增幅機能阻害物質往光阻膜移動,所以可提昇圖案精確度。
本發明之中,遮罩基底含有光罩基板、相位移遮罩基底、反射型遮罩基底、壓印(imprint)用轉移平板(plate)基板。再者,遮罩基底含有具有光阻膜的遮罩基底、光阻膜形成前的遮罩基底。光阻膜形成前的遮罩基底也含有,在用來形成遮罩圖案的薄膜上形成有本發明的附著層的遮罩基底。相位移遮罩基底包括在半透(half tone)膜上形成鉻系材料等的遮光性膜的情況。此情況,用來形成遮罩圖案的薄膜是指半透膜或遮光性膜。再者,反射型遮罩基底的情況,包含在多層反射膜上或多層反射膜上設置的緩衝層上形成作為轉移圖案的鉭系材料或鉻系材料的吸收體膜的構造,壓印用轉移板的情況,包含在作為轉移板的基材上,形成鉻系材料等的轉移圖案形成用薄膜的構造。遮罩含有光罩、相位移遮罩、反射型遮罩、壓印用轉移板。遮罩含有光罩板(reticle)。
本發明之中,用來形成遮罩圖案的薄膜含有遮斷曝光光線等的遮光膜、調整.控制曝光光線等的透過量的半透光性膜、調整.控制曝光光線等的反射率的反射率控制膜(包含反射防止膜)、使相對於曝光光線的相位變化的相位移膜、具有遮光機能與相位移機能的半透膜等。
再者,本發明的遮罩基底,藉由上述附著層是上述薄膜的圖案化處理去除的構造(構造4),可在遮罩基底上真實地轉移化學增幅型光阻膜的圖案於上述薄膜上。亦即,藉由上述附著層可將得到的遮罩基底上的化學增幅型光阻膜的解析度,轉移至薄膜而維持此解析度,且圖案化薄膜而得到的轉移用圖案的解析度也變得良好,圖案精確度也良好。
本發明的遮罩基底,用來形成上述遮罩圖案的薄膜為金屬膜的情況,特別有效(構造5)。金屬膜,可列舉包含鉻、鉭、鉬、鈦、鉿、鎢、含有這些元素的合金,或由含有上述元素、上述合金的材料構成的膜。
再者,本發明的遮罩基底,用來形成上述遮罩圖案的薄膜為包含矽的矽含有膜的情況,特別有效(構造6)。矽含有膜可列舉矽膜、包含矽與鉻、鉭、鉬、鈦、鉿、鎢的金屬的金屬矽化物膜,再者,可以是在矽膜、金屬矽化物膜之中含有氧、氮、碳的至少一個的膜構成。
再者,本發明的遮罩基底,適用於光阻膜為化學增幅型光阻膜的情況,再者,特別適用於該光阻膜為藉由以50keV的加速電壓加速的電子線進行圖案曝光(描繪),以形成光阻圖案者。
本案發明,在適用於50keV對應EB微影的情況,是用來更進一步提昇形成於遮罩基底上的化學增幅型光阻膜的解析度。
再者,本發明的化學增幅型光阻膜,例如含有藉由曝光在光阻膜中生成的觸媒物質的酸與,在繼續進行的熱處理步驟控制聚合物溶解性的官能基或官能物質反應,而出現光阻機能的光阻膜。在此,光阻機能的出現是所謂,例如成為官能基以外溶解於鹼之中的情形。
本發明的遮罩基底,在使用於用來在遮罩基底上形成未滿100nm的線寬的光阻圖案的情況,特別有效。如上所述的遮罩基底可列舉,具有OPC遮罩、遮罩增強構造的遮罩(增強型遮罩)。這些遮罩(OPC遮罩、增強型遮罩)是以提昇本圖案的解析度為目的,而由於本圖案的周圍設置的補助圖案的寬度最窄,所以特別適用於具有這些圖案的遮罩的製造。
本發明的轉移用遮罩及其製造方法,其特徵在於,圖案化本發明的遮罩基底中的上述薄膜;以及在上述基板上形成轉移圖案。(構造7)
上述本發明的轉移用遮罩,可滿足在半導體設計準則之中DRAM半間距65nm以下,對應的轉移用遮罩所要求的圖案精確度。
本發明的遮罩基底為,在形成有薄膜的基板上具有光阻膜的遮罩基底,其特徵在於:在上述薄膜與上述光阻膜之間插入一用以防止由上述光阻膜形成的光阻圖案的崩塌的中間層(構造8)。
構造8的發明,用以防止由上述光阻膜形成的光阻圖案的崩塌的中間層,插入於上述薄膜與上述光阻膜之間,所以由光阻膜形成光阻圖案的步驟中或者光阻圖案形成後,可防止光阻圖案的崩塌。
構造8的發明,在已形成薄膜的基板(通常,相當於相對硬的地盤)上,形成用來防止光阻圖案崩塌的中間層(相對於上述地盤以及光阻圖案,相當於塗覆基礎,及/或通常相對軟,且相對於光阻圖案(柱狀構造物)相當於賦予制振性、免震性的層),所以由光阻膜形成光阻圖案的步驟中或者光阻圖案形成後,可防止光阻圖案的崩塌。
構造9的發明之中,由光阻膜形成的光阻圖案含有未滿100nm的線寬的圖案的情況,由光阻膜形成光阻圖案的步驟中或者光阻圖案形成後,容易引起光阻圖案的崩塌,然而,構造9的本發明,可防止此崩塌。
構造10的發明之中,由光阻膜形成的光阻圖案,含有高寬比為3以上的圖案的情況,光阻圖案(柱狀構造物)的安定性差,所以由光阻膜形成光阻圖案的步驟中或者光阻圖案形成後,容易引起光阻圖案的崩塌,然而,構造10的本發明,可防止此崩塌。
構造11的發明之中,為上述本發明的遮罩基底,其特徵在於:對於用來在上述光阻膜形成光阻圖案的顯影液,上述中間層為非溶性。
構造11的發明,可防止用來防光阻圖案崩塌的中間層(相對於上述地盤以及光阻圖案,相當於塗覆基礎,及/或通常相對軟,且相對於光阻圖案(柱狀構造物)相當於賦予制振性、免震性的層)在顯影液中被浸蝕,其結果,可使光阻圖案的崩塌不容易更進一步地引起。
構造12的發明為,例如上述本發明的遮罩基底,其特徵在於:以上述光阻圖案作為遮罩,而對上述薄膜進行圖案化處理時,上述中間層為被圖案化的構造。
構造12的發明,例如以上述光阻圖案作為遮罩,而對上述薄膜進行圖案化處理時,藉由使用的蝕刻,而使上述中間層成為被圖案化的構造,可簡略化步驟,且可有利於以光阻圖案作為遮罩而形成的轉移圖案的解析度的提昇。
構造13的發明為,上述本發明的遮罩基底,其特徵在於:由上述基板進行光阻圖案剝離處理時,上述中間層為被剝離的構造。
構造13的發明,例如,從上述基板進行光阻圖案剝離處理時,藉由剝離液或剝離裝置,使上述中間層成為被剝離的構造,可簡略化步驟。
本發明的遮罩基底,上述薄膜為含有鉻的膜或含有矽的膜的情況,特別有效(構造14)。再者,含有鉻的膜或含有矽的膜,例如可列舉上述記載的材料。
構造15的轉移遮罩的製造方法的發明,其特徵在於包括:準備具有用以形成遮罩圖案的薄膜、披覆形成有此薄膜的至少一部分的遮罩圖案的區域的中間層、形成於此中間層上的光阻圖案的遮罩基底;以及以上述光阻圖案作為遮罩,依序圖案化上述中間層與上述薄膜。
構造15的發明,藉由設置披覆形成用來形成遮罩圖案的薄膜中的至少一部分的遮罩圖案的區域的中間層,例如使用溶媒圖案化時,可有效地防止光阻圖案的崩塌。
構造16的發明為,上述本發明的轉移遮罩的製造方法,其特徵在於:進行上述中間層與上述薄膜的圖案化處理之後,依序剝離上述光阻圖案與上述中間層。
此是為了去除轉移遮罩之中的不需要的層。
再者,依序剝離是包含藉由同一的剝離液或剝離裝置,同時剝離的情況。
並且,上述構造1~8記載的事項,在上述構造9~16之中,也同樣可適用。
本發明之中,基板可列舉合成石英基板、鈣鈉玻璃基板、無鹼玻璃基板、低熱膨脹玻璃基板等。
藉由本發明,可提供一種遮罩基底及遮罩,在製作半導體設計準則(DRAM hp65nm以下)的轉移用遮罩時,可防止光阻圖案的消失,且可防止圖案缺陷。
以下,一邊參照圖式以說明本發明的實施形態。
第1圖顯示本發明的第1實施形態的遮罩基底10的例子。在本例之中,遮罩基底10為二元遮罩用的遮罩基底,其具有透明基板12、遮光性膜13(遮光層14與反射防止層16的積層膜)、附著層(中間層)18、以及化學增幅型光阻膜20。
透明基板12,例如,由合成石英基板、鈣鈉玻璃(soda lime glass)等的材料構成。遮光性膜13,為遮光層14與反射防止層16的積層膜。
遮光層14,在透明基板12上,例如依序具有氮化鉻膜22以及碳氮化鉻膜24。氮化鉻膜22,為以氮化鉻(CrN)為主成份的層,例如具有10~20nm的膜厚。碳氮化鉻膜24為以碳氫化鉻(CrCN)為主成份的層,例如,具有25~60nm的膜厚。
反射防止層16,例如為於鉻中含有氧元素以及氮元素的膜(CrON膜),且形成於碳氮化鉻膜24上。反射防止層16的膜厚,例如為15~30nm。
這些遮光層14、反射防止層16,是以鉻作為濺鍍靶材,而能夠利用在反應性氣體(例如,氧氣、氮氣、一氧化氮氣體、二氧化碳氣體、碳氫系氣體,或者上述的混合氣體)環境氣體中的反應性濺鍍法形成膜。
此外,遮光性膜13,以上述的方式,是由透明基板12的一側,以氮化鉻膜22、碳氮化鉻膜24、氮氧化鉻膜的材料構成,藉由在遮光性膜13的膜厚方向的大約全部區域中的鉻,以及至少包含氧或氮一種元素,或者甚至藉由各層中主要含有多數氮氣,而能夠提高使用氯系氣體的乾蝕刻時的乾蝕刻速度。
再者,遮光性膜13的材料,例如可列舉在鉻中含有至少一種由氧、氮、碳、氫組成的元素(含鉻的元素)等。遮光性膜13的膜構造,可以為由上述膜材料構成的單層、複數層構造。再者,在不同的組成之中,可以是於階段性形成的複數層構造、連續地組成改變的膜構造等。
上述遮光性膜13,是提高乾蝕刻速度的薄膜,但是最好是在轉移用圖案的微細化、圖案精確度向上。具體而言,在遮光性膜13的膜厚方向的全部區域或者大約全部區域,添加提高乾蝕刻速度的添加元素。提高乾蝕刻速度的添加元素,可以增加氧及/或氮。
遮光性膜為含有鉻的薄膜的情況下,可以選擇以下的材料。
在含有鉻的薄膜中,含有氧的情況下的氧的含有量,最好為5~80原子%的範圍。氧的含有量未滿5原子%的話,很難得到提高乾蝕刻速度的效果。另一方面,氧的含有量超過80原子%的話,因為在適用於半導體設計準則中的DRAM半間距65nm以下的曝光光線的波長(200nm)的例子,ArF準分子雷射(波長193nm)中的吸收係數會變小,所以為了得到想要的光學濃度,而有必要產生較厚的膜厚,無法得到想要的圖案精確度的提升,所以不好。
再者,於含有鉻的薄膜中,含有氮的情況下的氮的含有量,最好為20~80原子%的範圍。氮的含有量未滿20原子%的話,很難得到提高乾蝕刻速度的效果。另一方面,氮的含有量超過80原子%的話,因為在適用於半導體設計準則中的DRAM半間距65nm以下的曝光光線的波長(200nm以下)的例子,減小在ArF準分子雷射(波長193nm)中的吸收係數會變小,為了得到想要的光學濃度,而有必要產生較厚的膜厚,無法得到想要的圖案精確度的提升,所以不好。
再者,含有鉻的薄膜也可以含有氧與氮兩者。在此情況下的含有量,氧及氮兩者的合計最好在10~80原子%的範圍。再者,在含有鉻的薄膜中含有氧與氮兩者的情況下的氧與氮的含有比例,並沒有特別的限制,根據利用吸收係數等的平衡而適當決定。
此外,含有氧及/或氮的鉻薄膜,也可以含有其他的碳、氫、氦等的元素。
此外,從所謂降低乾蝕刻氣體中氧的量的觀點,也可以使用不含氧的乾蝕刻氣體。
鉻系薄膜,雖然利用乾蝕刻進行蝕刻(圖案化),但是從鉻系薄膜的圖案精確度的提昇的觀點較好。
在鉻系薄膜的乾蝕刻中,最好使用由氯系氣體,或者含有氯系氣體與氧系氣體的混合氣體所構成的乾蝕刻氣體。其理由為,在相對於由包含鉻、氧、氮等元素所構成的鉻系薄膜之中,利用使用上述的乾蝕刻氣體進行乾蝕刻,能夠提高乾蝕刻速度,以及能夠達到縮短乾蝕刻時間,而能夠形成剖面形狀良好的遮光膜圖案。用於乾蝕刻氣體的氯系氣體,例如,可列舉為Cl2
、SiCl4
、HCl、CCl4
、CHCl3
等。
附著層18,是在形成圖案狀的光阻膜的過程之中,因為密著性不足,而用來防止在顯影處理中或顯影處理後的清洗中的圖案消失、圖案缺陷發生的層,且形成於遮光性膜13上。
此外,附著層18,對於使用於對化學增幅型光阻膜20形成光阻圖案的時候的顯影液,具有耐性,並且最好可以適用於在以使用於蝕刻遮光性膜13時的蝕刻液進行蝕刻。
具體而言,可以為由具有既定的分子量的有機材料所構成的樹脂膜(例如,丙烯酸系樹脂膜等)。
再者,附著層18的膜厚最好在1nm以上。膜厚最好在2nm以上,25nm以下,更佳為膜厚在2nm以上,20nm以下,又更佳為在5nm以上,15nm以下。藉此,可以確實地達成提昇在遮罩基底上形成的光阻或者光阻圖案作為遮罩的轉移圖案的解析度。具體而言,能夠確實地實現使得遮罩基底滿足在半導體設計準則中DRAM半間距65nm以下的微細圖案形成用的遮罩要求的圖案精確度。
此外,在本實施形態的變形例之中,遮罩基底10也可以為相位移遮罩用的遮罩基底。在此情況下,遮罩基底10,例如在於透明基板12與遮光性膜13之間,更具有相位移遮罩。相位移遮罩,例如可以使用鉻系(CrO、CrF等)、鉬系(MoSiON、MoSiN、MoSiO等)、鎢系(WSiON、WSiN、WSiO等)、矽系(SiN、SiON等)的各種眾所周知的半透膜。相位移遮罩用的遮罩基底10,最好也可以在遮光性膜13上具有相位移膜。
第1(b)圖,為顯示化學增幅型光阻膜20利用曝光.顯影而被圖案化的狀態。以像這樣圖案化的化學增幅型光阻膜20作為遮罩,蝕刻附著層18以及遮光性膜13,圖案化遮光性膜13,最後去除化學增幅型光阻膜20以及附著層18,而能夠製造作為轉移圖案的遮光性圖案,此遮光性圖案為在透明基板12上形成的光罩。
以下,顯示本發明的實施例以及比較例。
使用尺寸6吋四方形、厚度0.25吋的合成石英基板作為透明基板12,在透明基板12上,利用濺鍍法分別形成氮化鉻膜22以及碳氮化鉻膜24作為遮光層14。接著,形成氮氧化鉻膜作為反射防止層16。遮光性膜13是在膜厚方向的大約全部區域中含有氮。遮光性膜13的膜厚為68nm。
再者,以旋轉塗佈法塗佈30nm附著層(富士薄膜電子材料社製:FKB-15B),而形成附著層18。然後,使用加熱板(hot plate)以200℃進行10分鐘熱處理,使得附著層18乾燥。再者,在塗佈光阻前,200℃的熱處理,去除附著於附著層18的表面上的有機物等的污染物質而清淨化。接著,利用旋轉塗佈法塗佈厚度300nm的電子線曝光用化學增幅型正形光阻(FEP171:富士薄膜電子材料社製)作為化學增幅型光阻膜20,然後,使用加熱板以130℃進行10分鐘熱處理,使得化學增幅型光阻膜20乾燥,而得到具有ArF準分子雷射曝光用的光阻膜之光罩基底的遮罩基底10。
除了不形成附著層18以外,其餘與實施例1同樣地,得到比較例1的遮罩基底。
在實施例1,以及比較例1的遮罩基底,為了比較解析度的差異,而形成光阻圖案,此外,以光阻圖案作為遮罩而進行遮光性膜的圖案化。首先,利用電子線曝光裝置曝光各遮罩基底,然後,進行曝光後的烘烤處理及顯像處理,而形成光阻圖案。此曝光,藉由以50keV以上的加速電壓加速的電子線來進行。此外,光阻圖案,形成80nm的線與間隙圖案。
確認形成的光阻圖案的時候,在實施例1中,藉由附著層18而使得化學增幅型光阻膜2o與遮光性膜13的密著性為良好,因此,能夠確認牢固地形成80nm的線與間隙圖案。
另一方面,在比較例1中,化學增幅型光阻膜20與遮光性膜13的密著性為不足,而在顯影處理後的清洗處理中發生光阻圖案的消失。
接著,以光阻圖案為遮罩,藉由使用含有氯氣與氧氣的蝕刻氣體的乾蝕刻,圖案化附著層18以及遮光性膜13,最後去除化學增幅型光阻膜20以及附著層18而製作ArF準分子雷射曝光用的遮罩。
在實施例1之中,可以確認能夠形成由遮光性膜構成的80nm的線與間隙圖案的遮光膜圖案,另外在遮光膜圖案的下端部分,不會形成下端拉起形狀的突起物。再者,圖案精確度,也滿足在半導體設計準則DRAM半間距65nm中的線性10nm以下。
另一方面,在比較例1中,可確認因為在顯影處理後的清洗處理之中光阻圖案會消失而引起圖案缺陷,同時可以確認在形成的遮光性膜圖案的下端部分會形成下端拉起形狀的突起物。再者,不形成80nm的線與間隙圖案,而停留在解析度200nm的線跟間隙圖案。
第2圖,顯示本發明的第2個實施形態的遮罩基底10的例子。而且,除了以下的說明的點之外,在第2圖中,針對與第1圖相同或者同樣的構造,省略與第1圖相同符號的後續說明。在本例之中,遮罩基底10,具有透明基板12、遮光性膜13(遮光層14與反射防止層16的積層膜)、矽含有膜32(含有矽的膜)、由樹脂(有機)材料構成的附著層(中間層)34、以及化學增幅型光阻膜20。
矽含有膜32,為在圖案化遮光性膜13的時候使用的硬遮罩用的含有矽的膜,且形成於遮光性膜13上。矽含有膜32的膜厚,例如為30nm(例如25~35nm)。矽含有膜32,例如,最好為MoSiO、MoSiN、或者MoSiON等的含有MoSi的膜。矽含有膜32,也可以為TaSiO、TaSiN、TaSiON、TaBO、TaBN、TaBON、WSiO、WSiN、WSiON、SiO、SiN、或者SiON等的膜。而且,被作為硬遮罩使用的矽含有膜32,為用來形成轉移圖案的例子之一。
在形成圖案狀的光阻膜的過程中,因為密著性不足,而在顯影處理中或者顯影處理後的清洗中光阻消失,附著層34是用來防止圖案缺陷發生的層,且用來改善矽含有膜32與化學增幅型光阻膜20的密著性的層(由有機材料構成的樹脂膜),且形成於矽含有膜32上。對於矽含有膜32樹脂(有機)材料構成的附著層34的密著性,比起在矽含有膜32上形成化學增幅型光阻膜20的情況下的對於矽含有膜32的化學增幅型光阻膜20的密著性來得高。
再者,在本例中,附著層34的厚度,例如,最好在1nm以上。最好膜厚是在2nm以上25nm以下,更佳膜厚是在2nm以上20nm以下,最佳膜厚是在5nm以上15nm以下。而且,通常在附著層34上形成化學增幅型光阻膜20以作為遮罩基底。
第2(b)圖,顯示化學增幅型光阻膜20利用電子線微影法,被圖案化的狀態。以如此被圖案化的化學增幅型光阻膜20作為遮罩,蝕刻附著層34以及矽含有膜32。再者,以矽含有膜32作為遮罩(硬遮罩),蝕刻遮光性膜13。藉此,可以製造圖案化遮光性膜13的光罩。
以下,顯示本發明的第2實施形態的實施例以及比較例。
使用與實施例1同樣的透明基板12,形成與實施例1同樣的遮光性膜13。此外,形成MoSiON膜作為矽含有膜32。矽含有膜32的膜厚為30nm。
其次,以旋轉塗佈法塗佈由與實施例1相同的材料的有機材料構成的樹脂膜(富士薄膜電子材料社製:FKB-15B)30nm,而形成附著層34。然後,使用加熱板在200℃進行10分鐘熱處理,使得附著層34乾燥。接著,形成與實施例1類似地化學增幅型光阻膜20,然後得到附有光阻膜的光罩基底的遮罩基底10。
除了不形成附著層34以外,其餘與實施例2同樣地,得到比較例2中的遮罩基底。
在實施例2,以及比較例2的遮罩基底,為了比較化學增幅型光阻膜與矽含有膜的密著性的差異,進行化學增幅型光阻膜的圖案化。最初,以電子線曝光裝置曝光各個遮罩基底,然後,進行曝光後的烘烤處理及顯像處理,而形成光阻圖案。此曝光,藉由以50keV以上的加速電壓加速的電子線而進行。此外,光阻圖案,形成80nm的線與間隙圖案。
確認形成的光阻圖案的時候,在實施例2中,藉由附著層34而使得化學增幅型光阻膜20與矽含有膜32的密著性為良好,因此,能夠確認牢固地形成80nm的線與間隙圖案。
另一方面,在比較例2中,化學增幅型光阻膜與矽含有膜的密著性為不足,而在顯影處理後的清洗處理中發生光阻圖案的消失。
接著,以光阻圖案為遮罩,藉由使用含有氟系氣體的蝕刻氣體的乾蝕刻,圖案化附著層34以及矽含有膜32。此外,以圖案化的矽含有膜32作為遮罩,藉由使用含有氯氣與氧氣的蝕刻氣體的乾蝕刻,圖案化遮光性膜13。最後去除化學增幅型光阻膜20、附著層34以及矽含有膜32而製造ArF準分子雷射曝光用的遮罩。
在實施例2之中,可以確認能夠形成由遮光性膜構成的80nm的線與間隙圖案的遮光膜圖案,另外在遮光膜圖案的下端部分,不形成下端拉起形狀的突起物。再者,圖案精確度,也滿足在半導體設計準則DRAM半間距65nm中的線性10nm以下。
另一方面,在比較例2中,可確認藉由在顯影處理後的清洗處理之中光阻圖案消失而引起圖案缺陷,同時可以確認在形成的遮光性膜圖案的下端部分形成下端拉起形狀的突起物。再者,不形成80nm的線與間隙圖案,而停留在解析度200nm的線跟間隙圖案。
而且,在上述的實施例1、2之中,顯示藉由遮光性膜13的蝕刻氣體等、矽含有膜32的蝕刻氣體去除附著層18、34的例子,但是不限於此。形成光阻圖案後,利用灰化等只去除附著層18、附著層34之後,以由附著層與光阻膜構成的圖案作為遮罩,可以蝕刻遮光性膜13或者矽含有膜32。
以上,使用實施形態來說明本發明,但是本發明的技術範圍,並不限定於上述實施形態中的記載範圍。熟悉此技藝的人士了解,在上述實施形態之中,是有可能加上多樣的變更或者改良。此種加上多樣的變更或者改良的形態也應包含在本發明的技術的範圍內,由專利請求的範圍的記載可以明瞭。
10‧‧‧遮罩基底
12‧‧‧透明基板
13‧‧‧遮光性膜
14‧‧‧遮光層
16‧‧‧反射防止層
18‧‧‧附著層
20‧‧‧化學增幅型光阻膜
22‧‧‧氮化鉻膜
24‧‧‧碳氮化鉻膜
32‧‧‧矽含有膜
34‧‧‧附著層
第1圖為顯示本發明的第1個實施形態的遮罩基底10的例子之一的圖。
第1(a)圖顯示為遮罩基底10的結構的例子。
第1(b)圖為顯示化學增幅型光阻膜20利用曝光.顯影而被圖案化的狀態。
第2圖顯示為本發明的第2個實施形態的遮罩基底10例子之一的圖。
第2(a)圖顯示為遮罩基底10的結構的例子之一。
第2(b)圖為顯示化學增幅型光阻膜20利用電子線微影法,而被圖案化的狀態。
10‧‧‧遮罩基底
12‧‧‧透明基板
13‧‧‧遮光性膜
14‧‧‧遮光層
16‧‧‧反射防止層
18‧‧‧附著層
20‧‧‧化學增幅型光阻膜
22‧‧‧氮化鉻膜
24‧‧‧碳氮化鉻膜
Claims (15)
- 一種遮罩基底,包括用來在基板上形成成膜的遮罩圖案的薄膜與成膜於此薄膜的上方的光阻膜,其特徵在於:藉由在上述薄膜與上述光阻膜插入接合的附著層,在進行上述光阻膜圖案化形成時的顯影時,可防止已圖案化形成的光阻膜的倒塌,其中上述附著層為對於使用於顯影時的顯影液具有耐性的樹脂膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之遮罩基底,其中形成上述光阻膜側的上述附著層表面,被清淨化處理。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之遮罩基底,其中上述附著層是藉由上述薄膜的圖案化處理去除的構造。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之遮罩基底,其中上述薄膜為金屬膜。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之遮罩基底,其中上述薄膜為包含矽的矽含有膜。
- 一種轉移遮罩的製造方法,其特徵在於:圖案化在申請專利範圍第1至第5項中任一項遮罩基底中的上述薄膜,在上述基板上形成轉移圖案。
- 一種遮罩基底,在形成有薄膜的基板上具有光阻膜,其特徵在於:在上述薄膜與上述光阻膜之間插入一中間層,用以防止由上述光阻膜形成的光阻圖案的崩塌,其中在上述光阻膜形成的光阻圖案含有未滿100nm的線寬的圖案。
- 如申請專利範圍第7項所述之遮罩基底,其中在上述光阻膜形成的光阻圖案為含有高寬比為3以上的圖案。
- 一種遮罩基底,為申請專利範圍第7或8項所述的遮罩基底,其特徵在於:對於用來在上述光阻膜形成光阻圖案的顯影液,上述中間層為非溶性。
- 一種遮罩基底,為申請專利範圍第7至9項中任一項所述的遮罩基底,其特徵在於:以上述光阻圖案作為遮罩,而對上述薄膜進行圖案化處理時,上述中間層為被圖案化的構造。
- 一種遮罩基底,為申請專利範圍第7至10項中任一項所述的遮罩基底,其特徵在於:由上述基板進行光阻圖案剝離處理時,上述中間層為被剝離的構造。
- 一種遮罩基底,為申請專利範圍第7至11項中任一項所述的遮罩基底,其特徵在於:上述薄膜為含有鉻的膜或含有矽的膜。
- 一種轉移遮罩的製造方法,其特徵在於包括:準備具有用以形成遮罩圖案的薄膜、披覆形成有此薄膜的至少一部分的遮罩圖案的區域的中間層、形成於此中 間層上的光阻圖案的遮罩基底,其中上述中間層為對於使用於顯影時的顯影液具有耐性的樹脂膜;以及以上述光阻圖案作為遮罩,依序圖案化上述中間層與上述薄膜。
- 一種轉移遮罩的製造方法,其特徵在於包括:準備具有用以形成遮罩圖案的薄膜、披覆形成有此薄膜的至少一部分的遮罩圖案的區域的中間層、形成於此中間層上的光阻圖案的遮罩基底,其中在上述光阻圖案含有未滿100nm的線寬的圖案;以及以上述光阻圖案作為遮罩,依序圖案化上述中間層與上述薄膜。
- 一種轉移遮罩的製造方法,為申請專利範圍第13或14項所述的轉移遮罩的製造方法,其特徵在於:進行上述中間層與上述薄膜的圖案化處理之後,依序剝離上述光阻圖案與上述中間層。
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