專利名稱：光掩膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域，特別涉及一種光掩膜的制作方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制程中，有一個(gè)步驟為光刻。光刻的本質(zhì)就是將電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到以后要進(jìn)行刻蝕步驟及離子注入步驟的晶圓上。電路結(jié)構(gòu)首先以1 4或1 5的比例將圖形形式制作在名為光掩膜的石英基板上，光源通過該光掩膜將圖形轉(zhuǎn)移到晶圓的光刻膠層上，進(jìn)行顯影后，用后續(xù)的刻蝕步驟將圖形成像在晶圓底層薄膜上，或者用后續(xù)的離子注入步驟完成晶圓底層薄膜的圖形區(qū)域可選擇的摻雜。在光刻步驟中，光源通過光掩膜將圖形復(fù)制到晶圓襯底的光刻膠層。因此，就需要在光掩膜上制作圖形。目前主要的光掩膜類型有二元式光掩膜和衰減式相位偏移光掩膜兩種類型。以下分別進(jìn)行說明。二元式光掩膜的制作。二元式光掩膜也可以稱為二元光掩膜，制作二元式光掩膜的過程為提供一片石英基板，在此石英基板上形成一層鉻金屬層，然后在鉻金屬層上涂布一層光刻膠，根據(jù)所需光掩膜圖形，對光刻膠層進(jìn)行曝光和顯影，在光刻膠層形成光掩膜圖形；以在光刻膠層形成的光掩膜圖形做保護(hù)，采用干法刻蝕或濕法刻蝕鉻金屬膜，在鉻金屬膜上形成光掩膜圖形； 然后采用濕法清洗光刻膠層，在石英基板的鉻金屬膜上形成了所需光掩膜圖形；最后，再進(jìn)行清洗和缺陷檢驗(yàn)等步驟后，在具有光掩膜圖形的石英基板上粘接一個(gè)框架，在框架之上粘接一層覆蓋光掩膜圖形的透光薄膜之后，完成了二元式光掩膜的制作。衰減式相位偏移光掩膜的制作。隨著光刻技術(shù)的發(fā)展，光刻圖形的特征尺寸(CD)變得越來越小，對圖形的邊界區(qū)域分變率的要求也越來越高，但是如果采用二元式光掩膜制作，由于光衍射的作用，光掩膜圖形曝光到晶圓襯底時(shí)的邊界區(qū)域的清晰程度達(dá)不到要求，導(dǎo)致后續(xù)的刻蝕步驟或后續(xù)的離子注入步驟出現(xiàn)偏差，從而導(dǎo)致器件的制作失敗。因此，出現(xiàn)了衰減式相位偏移光掩膜， 該衰減式相位偏移光掩膜還包括一層相位偏移膜，用于制作光掩膜圖形。在光刻曝光時(shí)，相位偏移膜吸收曝光光掩膜圖形邊界上的部分光線，從而使得曝光光掩膜圖形邊界的清晰程度增高。具體地，衰減式相位偏移光掩膜的基片包括石英基板、鍍于石英基板上的作為相位偏移膜的半透光的硅化鉬(MoSi)以及鍍于相位偏移膜上的不透光的鉻金屬膜。在制作過程中，和二元式光掩膜的制作方法相似，在鉻金屬膜層形成光掩膜圖形；然后，以該具有光掩膜圖形的鉻金屬膜為保護(hù)層，干法刻蝕MoSi后，去除鉻金屬膜，在石英基板上形成相位偏移衰減圖形，也就是衰減式相位偏移光掩膜圖形；最后，再進(jìn)行清洗和缺陷檢驗(yàn)等后， 在具有相位偏移衰減圖形的石英基板上粘接一個(gè)框架，在框架之上粘接一層覆蓋相位偏移衰減圖形的透光薄膜之后，完成了衰減式相位偏移光掩膜的制作。結(jié)合圖Ia Ii所示的現(xiàn)有技術(shù)衰減式相位偏移光掩膜的制作剖面示意圖，對如何制作衰減式相位偏移光掩膜進(jìn)行詳細(xì)說明。步驟1，在鍍有MoSi膜101和鉻金屬膜102的石英基板100上，涂布光刻膠層103， 如圖Ia所示；在本步驟中，MoSi膜101就是相位偏移膜；步驟2，對光刻膠層103進(jìn)行圖案化處理，將光掩膜圖形復(fù)制到光刻膠層103上，如圖Ib所示；在本步驟中，進(jìn)行圖案化處理就是對光刻膠層103進(jìn)行曝光并顯影；步驟3，以光刻膠層103上的光掩膜圖形作為保護(hù)層，對鉻金屬膜102進(jìn)行干法刻蝕，在鉻金屬膜102上形成光掩膜圖形，量測圖案化的圖形的關(guān)鍵尺寸，根據(jù)關(guān)鍵尺寸與目標(biāo)值的差異對所述鉻金屬膜進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕，如圖Ic所示；步驟4，去除光刻膠層103，如圖Id所示。步驟5，以鉻金屬膜102上形成的光掩膜圖形作為保護(hù)層，對MoSi膜101進(jìn)行干法刻蝕，在MoSi膜101上形成相位偏移光掩膜圖形，如圖Ie所示；步驟6，在圖Ie所示的結(jié)構(gòu)上涂布光刻膠層104，覆蓋住MoSi膜101和鉻金屬膜 102，如圖If所示；步驟7，對光刻膠層104進(jìn)行圖案化處理，將圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠層104上，如圖Ig 所示；在該步驟中，得到的圖形為在鉻金屬膜102形成的圖形，該圖形區(qū)域大于相位偏移光掩膜圖形，為的是在后續(xù)曝光晶圓襯底的過程中，不遮擋相位偏移光掩膜圖形且在晶圓襯底曝光過程中作為擋光層存在；步驟8，以光刻膠層104上的圖形作為保護(hù)層，對鉻金屬膜102進(jìn)行濕法蝕刻，去除相位偏移光掩膜圖形上的鉻金屬膜102，暴露出步驟5形成的相位偏移光掩膜圖形，如圖Ih 所示；步驟9，去除光刻膠層104，如圖Ii所示，完成相位偏移光掩膜圖形的制作。盡管衰減式相位偏移光掩膜有效增強(qiáng)了光刻過程中光刻膠的解析能力，但隨著光刻技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展(尤其是45nm技術(shù)及其以下技術(shù)，包括32nm和22nm技術(shù))，光刻的特征尺寸越來越小，圖形密度越來越大，雙重圖形技術(shù)以及雙重曝光技術(shù)成為光刻技術(shù)的主流技術(shù)。雙重圖形和雙重曝光技術(shù)簡言之就是將現(xiàn)有的一層光掩膜圖形按照間隔拆分成兩層光掩膜，分別進(jìn)行兩次曝光，從而使得單次曝光的圖形密度得以減小。但是雙重圖形和雙重曝光技術(shù)對光掩膜的需求量增加了一倍，導(dǎo)致光掩膜的成本大幅增加，同時(shí)對光掩膜的對準(zhǔn)精度、圖形仿真度等其他參數(shù)提出了苛刻要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是衰減式相位偏移光掩膜中的雙重圖形和雙重曝光技術(shù)對光掩膜的需求量增加了一倍，導(dǎo)致光掩膜的成本大幅增加，一旦刻蝕圖案無法達(dá)到工藝目標(biāo)， 就無法繼續(xù)余下工藝步驟或者重新制作而導(dǎo)致不必要的生產(chǎn)成本浪費(fèi)；而二元式光掩膜的對準(zhǔn)精度、圖形仿真度又無法達(dá)到現(xiàn)有的工藝要求。本發(fā)明提供一種光掩膜的制作方法，首先提供石英基板，在所述石英基板上依次形成二元硅化鉬膜、鉻金屬膜以及光刻膠層；圖案化所述光刻膠層；以所述光刻膠層為保護(hù)層，刻蝕所述鉻金屬膜至露出所述二元硅化鉬膜；去除所述光刻膠層；以鉻金屬膜作為保護(hù)層，刻蝕所述二元硅化鉬膜至露出所述石英基板；量測硅化鉬膜圖案化后的鉻金屬膜圖形的關(guān)鍵尺寸，并以所述鉻金屬膜為保護(hù)層對二元硅化鉬膜進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕；去除所述鉻
金屬膜。優(yōu)選的，所述刻蝕所述鉻金屬膜以及所述刻蝕所述二元硅化鉬膜均為干法刻蝕。優(yōu)選的，所述進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕為干法刻蝕，刻蝕時(shí)間為5 20秒。優(yōu)選的，所述二元硅化鉬膜的在波長為193nm光源照射下透光率為0 0. 3%。優(yōu)選的，所述鉻金屬膜的覆蓋厚度為20 100埃，所述二元硅化鉬膜的厚度為 300 800 埃。由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有和衰減式光掩膜相同基板結(jié)構(gòu)但具有和二元式光掩膜相同光學(xué)效果的光掩膜，并具有以下優(yōu)點(diǎn)1、與衰減式光掩膜相比，該光掩膜具有制作工藝簡單，成本較小等優(yōu)勢，而且所述二元硅化鉬膜在193nm光源下的透光率接近為0，并且可增加補(bǔ)償刻蝕步驟用于刻蝕未達(dá)到刻蝕工藝標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵尺寸，從而避免光掩膜的直接報(bào)廢，節(jié)約成本。。2、與二元式光掩膜相比，該光掩膜具有更好的對準(zhǔn)精度，圖形仿真度及更高的圖形解析能力。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖Ia Ii為現(xiàn)有技術(shù)的光掩膜制作剖面示意圖；圖加 2f為本發(fā)明光掩膜制作結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的光掩膜制作流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明采用了透光率為0 0. 3%的二元硅化鉬膜為材料并且能夠在二元硅化鉬膜刻蝕后進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕。圖3為本發(fā)明提供的光掩膜的制作流程圖，其具體步驟為步驟S201，在鍍有二元硅化鉬膜和鉻金屬膜的石英基板上，涂布光刻膠層；步驟 S202，對光刻膠層進(jìn)行圖案化處理，將光掩膜圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠層上；步驟S203，以所述光刻膠層為保護(hù)層，刻蝕所述鉻金屬膜至露出所述二元硅化鉬膜；步驟S204，去除光刻膠層；步驟S205，以鉻金屬膜作為保護(hù)層，刻蝕所述二元硅化鉬膜至露出所述石英基板；步驟 S206，量測硅化鉬膜圖案化后的鉻金屬膜圖形的關(guān)鍵尺寸，并以所述鉻金屬膜為保護(hù)層對二元硅化鉬膜進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕；步驟S207，去除所述鉻金屬膜。步驟S201，在鍍有二元硅化鉬膜202和鉻金屬膜203的石英基板201上，涂布光刻膠層204，如圖加所示；
所述鉻金屬膜203的覆蓋厚度為20 100埃，所述二元硅化鉬膜202的厚度為 300 800埃，且在波長為193nm光源照射下透光率為0 0. 3% ；所述光刻膠層204的厚度為1000 2000埃。步驟S202，對光刻膠層204進(jìn)行圖案化處理，將光掩膜圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠層204 上，如圖2b所示；步驟S203，以所述光刻膠層為保護(hù)層，刻蝕所述鉻金屬膜至露出所述二元硅化鉬膜；以光刻膠層204上的光掩膜圖形作為保護(hù)層，對鉻金屬膜203進(jìn)行干法刻蝕，在鉻金屬膜203上形成光掩膜圖形，如圖2c所示；步驟S204，去除光刻膠層204，如圖2d所示；步驟S205，以鉻金屬膜作為保護(hù)層，刻蝕所述二元硅化鉬膜至露出所述石英基板；以鉻金屬膜203作為保護(hù)層，干法刻蝕所述二元硅化鉬膜202到露出石英基板 201，將所述鉻金屬膜203上的光掩膜圖形轉(zhuǎn)移到二元硅化鉬膜202，如圖2e所示；步驟S206，量測硅化鉬膜圖案化后的鉻金屬膜圖形的關(guān)鍵尺寸，并以所述鉻金屬膜為保護(hù)層對二元硅化鉬膜進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕；量測所述二元式硅化鉬膜圖案化后的鉻金屬圖形的關(guān)鍵尺寸，并根據(jù)所述二元硅化鉬膜202的關(guān)鍵尺寸與目標(biāo)值的差異對所述二元式硅化鉬膜202進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕 (Re-etch)，即以所述鉻金屬膜203為保護(hù)層，干法刻蝕所述二元硅化鉬膜202關(guān)鍵尺寸不合格區(qū)域，刻蝕時(shí)間為5 20秒。步驟S207，去除所述鉻金屬膜；所述二元硅化鉬膜202補(bǔ)償刻蝕后再使用濕法清洗去除鉻金屬膜203，如圖2f所示。采用本發(fā)明提供的方法制作光掩膜，其光掩膜結(jié)構(gòu)和衰減式光掩膜基板結(jié)構(gòu)相似，即在石英基板上依次形成硅化鉬膜、鉻金屬膜以及光刻膠層；不同之處在于所述的二元硅化鉬膜在193nm光源下的透光率接近為0，而衰減式光掩膜的硅化鉬層在193nm光源下透光率接近6%。與衰減式光掩膜相比，該光掩膜具有制作工藝簡單，成本較小等優(yōu)勢，并可對二元硅化鉬進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕，從而避免光掩膜的直接報(bào)廢，節(jié)約成本；而與二元式光掩膜相比，該光掩膜具有更好的對準(zhǔn)精度，圖形仿真度及更高的圖形解析能力。以上舉較佳實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光掩膜的制作方法，首先提供石英基板，在所述石英基板上依次形成二元硅化鉬膜、鉻金屬膜以及光刻膠層；圖案化所述光刻膠層；以所述光刻膠層為保護(hù)層，刻蝕所述鉻金屬膜至露出所述二元硅化鉬膜；去除所述光刻膠層；以鉻金屬膜作為保護(hù)層，刻蝕所述二元硅化鉬膜至露出所述石英基板；量測硅化鉬膜圖案化后的鉻金屬膜圖形的關(guān)鍵尺寸，并以所述鉻金屬膜為保護(hù)層對二元硅化鉬膜進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕；去除所述鉻金屬膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光掩膜的制作方法，其特征在于，所述刻蝕所述鉻金屬膜以及所述刻蝕所述二元硅化鉬膜均為干法刻蝕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光掩膜的制作方法，其特征在于，所述進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕為干法刻蝕，刻蝕時(shí)間為5 20秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光掩膜的制作方法，其特征在于，所述二元硅化鉬膜的在波長為193nm光源照射下透光率為0 0. 3%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光掩膜的制作方法，其特征在于，所述鉻金屬膜的覆蓋厚度為20 100埃，所述二元硅化鉬膜的厚度為300 800埃。
全文摘要
一種光掩膜的制作方法，首先提供石英基板，在所述石英基板上依次形成二元硅化鉬膜、鉻金屬膜以及光刻膠層；圖案化所述光刻膠層；以所述光刻膠層為保護(hù)層，刻蝕所述鉻金屬膜至露出所述二元硅化鉬膜；去除所述光刻膠層；以鉻金屬膜作為保護(hù)層，刻蝕所述二元硅化鉬膜至露出所述石英基板；量測硅化鉬膜圖案化后的鉻金屬膜圖形的關(guān)鍵尺寸，并以所述鉻金屬膜為保護(hù)層對二元硅化鉬膜進(jìn)行補(bǔ)償刻蝕；去除所述鉻金屬膜。此方法可在所述硅化鉬膜刻蝕后根據(jù)硅化鉬膜圖形的關(guān)鍵尺寸與目標(biāo)值的差異對硅化鉬膜再次進(jìn)行合適的刻蝕修復(fù)，避免了因硅化鉬膜的關(guān)鍵尺寸未達(dá)標(biāo)而直接報(bào)廢光掩膜。
文檔編號G03F1/08GK102236247SQ20101016818
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者楊志剛 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司