[发明专利]光掩模坯、抗蚀剂图案形成方法和光掩模的制造方法

说明书

光掩模坯具有化学增幅型正型抗蚀剂膜，该化学增幅型正型抗蚀剂膜包含：(A)包含在芳环上具有特定的取代基的重复单元和具有至少一个氟原子的重复单元的聚合物；(B)在酸的作用下分解以增加其在碱性显影剂中的溶解性的基础树脂；(C)产酸剂；和(D)碱性化合物。该抗蚀剂膜在时效稳定性和抗静电膜接受性上得到改善。

相关申请的交叉引用

本非临时申请在35 U.S.C.§119(a)下要求于2014年11月25日在日本提交的专利申请No.2014-237282的优先权，由此通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及具有化学增幅型正型抗蚀剂膜的光掩模坯、形成抗蚀剂图案的方法和由该光掩模坯制备光掩模的方法。

背景技术

集成电路技术中最近向更高集成度的趋势对较精细特征尺寸图案提出需求。在具有小于0.2μm的尺寸的图案的加工中，在大多情况下使用酸催化的化学增幅型抗蚀剂组合物。加工中用于曝光的光源是高能辐照，包括UV、深UV、电子束(EB)、X射线、准分子激光、γ射线和同步加速器辐照。其中，将EB光刻法用作超精细加工技术并且尤其地，作为在成为图案曝光的原始图像的光掩模上形成图案的方法是不可缺少的。

由EB写入产生的光掩模为半导体器件的制造提供原始图像。对于掩模图案形成，EB写入位置的精度和图案线宽的精确控制是关键性的。

EB光刻法固有的问题之一是曝光过程中在抗蚀剂膜上或抗蚀剂膜中电荷积累的带电现象。电荷使得入射的EB的路径偏转，显著地降低掩模图案写入的精度。通过在抗蚀剂膜上涂布抗静电膜以致可使电荷释放，从而可避免该现象。抗静电的手段对于写入精细尺寸图案是不可缺少的。

但是，在化学增幅型抗蚀剂膜上涂布抗静电膜时产生另一问题。抗静电膜中的酸扩散到抗蚀剂膜中，由此在曝光后发生线宽、形状和感光度的显著变化。而且，用抗静电膜中的某种组分将通过曝光而在抗蚀剂膜中产生的酸中和，由此类似地发生线宽和感光度的变化，无法精确地写入。

由于抗蚀剂膜在其表面上是疏水的，因此其对水性抗静电剂不具有亲和性。因此难以将抗静电剂涂布到抗蚀剂膜上。作为该问题的解决方案，JP-A 2002-226721提出添加表面活性剂以有助于涂布材料。这仍不令人满意，在于一些表面活性剂具有不利影响例如与抗蚀剂膜表面相互混合。

另一方面，例如，JP-A 2006-048029公开了在进行浸没式光刻的抗蚀剂组合物中使用时，氟化聚合物对于防止抗蚀剂膜中的任何组分从其表面浸出是有效的。通过增大光的入射角，浸没式光刻旨在获得高分辨率性能并且是将作为原版的光掩模的图案反复转印到接受体例如晶片上的抗蚀剂膜的技术。

通过用高能辐照束直接扫描光掩模坯上的抗蚀剂膜来由所述坯制备光掩模时，浸没式光刻并不适用。因此，氟化聚合物没有用于光掩模坯的抗蚀剂材料。JP-A 2008-304590公开了将包含具有氟原子的重复单元的聚合物添加到光掩模坯的抗蚀剂材料中以改善抗蚀剂性能。即使使用这样的氟化聚合物时，抗静电膜的涂布仍是无效率的。于是难以满足包括抗蚀剂膜的时效稳定性和分辨率以及抗静电膜的有效涂布的全部因素。

引用列表

专利文献1：JP-A 2002-226721

专利文献2：JP-A 2006-048029(USP 7,531,287,EP 1621927)

专利文献3：JP-A 2008-304590(USP 8,343,694,EP 2000851)

发明内容