[发明专利]一种掩模基版及其制备方法和光罩

说明书

本发明提供了一种掩模基版及其制备方法和光罩。该掩模基版包括：透明基板、遮光膜、防反射膜和光刻胶层，在反射膜和光刻胶层之间还设置有防反射膜氧化膜；光刻胶层为化学放大型光刻胶。上述掩模基版的制备方法，核心是对防反射膜直接氧化，形成防反射膜氧化膜。通过上述掩模基版，再经曝光、蚀刻后形成光罩。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，具体涉一种掩模基版及其制备方法和光罩。

背景技术

半导体集成电路上为了形成精密图案需要使用光罩(Photomask)的光刻(Lithography)技术。在一个日益由经济效益最大化考量的大环境下，任何能提高产品稳定性或提高单位时间产出的技术、工艺必然会被充分利用，光罩技术在半导体技术中的应用充分证明了这一点。正是光罩技术的出现才让半导体能实现稳定、快速、超大规模的生产能力。同时光罩也随着半导体集成电路的高性能化、高集成化，越来越高精度要求的趋势下，光罩中使用化学放大型光刻胶越来越广泛。但化学放大型光刻胶的使用，容易形成脚状光刻胶图案，进而使遮光膜和防反射膜上难形成稳定的图案，最终导致形成有图案经常存在缺陷。

发明内容

本发明为对缺陷产生的原因进行了深入的研究。发现：由于放大型光刻胶内含酸性物质，用电子束或准分子束照射光刻胶层的部位时产生H⁺量子，在光刻胶与防反射膜的接触面上发生中和反应，影响H⁺量子的扩散，影响显影液的溶解性。

参考图1-图2，当电子束或光束14照射到化学放大型光刻胶时，其内部产生大量H⁺量子。该H⁺量子是作为经过曝光后烘烤(Post Exposure Bake)工艺后，通过量子的扩散并作为引发分解反应的媒介，转变为可溶解显影液的物质，而在防反射膜与光刻胶层接触面，电子(e-)与H⁺量子发生中和反应，通过显影曝光的化学放大型光刻胶来溶解曝光部位13a，残存的非曝光部位13b形成图案13c。参考图3-图4(·代表量子(H⁺)，▲代表电子(e-))，上述化学放大型光刻胶的碱性防反射膜上涂光刻胶形成光刻胶图案时，由碱性防反射膜上产生的电子导致量子中和13d，抑制量子的扩散和分解。因此，由光刻胶显影液引起的溶解性下降，从而形成具有脚状13e的带脚状光刻胶图案13f。形成脚状光刻胶图案时，遮光膜和防反射膜上难形成稳定的图案，导致形成有缺陷的图案。所以用脚状的光刻胶图案不能制造具有精密临界尺寸的光罩。

为此，本发明提供了一种掩模基版，该掩模基版包括：透明基板、遮光膜、防反射膜和光刻胶层，在所述反射膜和所述光刻胶层之间还设置有防反射膜氧化膜，所述光刻胶层为化学放大型光刻胶。

在本发明中，为了清晰表述掩模基版的层结构，主要采用透明基板、遮光膜、防反射膜、光刻胶层、防反射膜氧化膜的表述，均为可识别、可测量的层结构，且均为本领域惯常理解。

本发明提供的掩模基版，由于在防反射膜和光刻胶之间设置了防反射膜氧化膜，使起到了有效的隔离作用，避免防反射膜与光刻胶之间部分区域量子和电子的中和反应，从而在进行曝光和显影处理形成图案时，不容易产生脚状光刻胶图案，保证了光罩精度。而且，该方式除了进行氧化操作外，基本不引入过多的外源性物质，产品最终性能可控，工艺简单易行。

本发明提供的掩模基版中，透明基板、遮光膜、防反射膜、光刻胶层都可采用本领域常规材质、规格，包括组分、长款、厚度等，以及常规的叠加次序。同时，本发明并不限制可在相应层之间简单增加其它辅助膜，其核心是在防反射膜和光刻胶层之间采用了防反射膜氧化膜进行了隔离；而此种隔离并不需要防反射膜氧化膜和光刻胶层必须直接接触，例如，在防反射膜氧化膜和光刻胶层之间可涂覆粘接剂(六甲基二硅氮烷等)，增加光刻胶和基底的粘接力。