專利名稱：用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)光刻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可曝出微小孤立通孔圖案的相位移掩模及其制作方法。
背景技術(shù)：
在集成電路工藝中，光刻工藝(lithographic process)已成為不可或缺的技術(shù)，同時(shí)，光刻工藝也是限制特征尺寸(feature size)的主要因素。藉由光刻工藝，半導(dǎo)體制造者才能夠順利將電子電路布局圖案精確且清晰地轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體晶片上。光刻工藝主要是先將設(shè)計(jì)的圖案，諸如電路圖案或者是注入?yún)^(qū)域布局圖案等，形成于一個(gè)或多個(gè)掩模上，然后再藉由曝光將掩模上的圖案利用步進(jìn)及掃瞄機(jī)臺(stepper & scanner)轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體晶片上。目前比較成熟的光刻技術(shù)是光學(xué)光刻技術(shù)，常使用的光源包括有KrF激光(248nm)、ArF激光(193nm)以及F2激光(157nm)等，其中又以KrF激光與ArF激光曝光技術(shù)最為成熟，而非光學(xué)(non-optical)光刻技術(shù)，例如電子束(e-beam)，則在發(fā)展階段。
隨著元件堆積密度(packing density)的增加，元件(例如柵極)之間的間距(pitch)也隨之縮小，造成在掩模上經(jīng)常具有呈緊密排列的密集線條/通孔(dense line/hole)圖案、半密集(或半孤立)圖案或孤立的線條/通孔(isolatedline/hole)圖案。為了有效曝出這些圖案，光刻工藝中通常采用相位移掩模(PSM)，并配合不同光源型態(tài)，來降低繞射效應(yīng)所引起的問題，以增加影像對比，提高解析能力。
目前常使用到的相位移掩模(PSM)主要有兩種交替式相位移掩模(alternating PSM)與衰減式相位移掩模(attenuating PSM)，其中交替式相位移掩模主要是在鉻線條(chrome feature)間加入相位移(shifter)材料，使得入射光產(chǎn)生180度的相位差，降低繞射所引起的干涉效應(yīng)，使鉻膜圖案邊界的對比提高。衰減式相位移掩模，其概念是將有圖案的區(qū)域加入適當(dāng)?shù)牟牧?，使得其與無圖案區(qū)域的相位差達(dá)180度，并能夠獲得適當(dāng)?shù)拇┩嘎剩岣咂毓馍疃?，以滿足產(chǎn)能的需求。然而，傳統(tǒng)相位移掩模設(shè)計(jì)所遇到的瓶頸是無法曝出令人滿意的極小尺寸孤立通孔圖案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的即在提供一種可曝出微小孤立通孔圖案的相位移掩模設(shè)計(jì)及其制作方法。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一種用以曝出微小通孔圖案的相位移掩模，包括有一透光基板，具有一上表面；一不透光材料層，鍍于該透光基板的上表面，其中該不透光材料層具有一開口，暴露出下方該透光基板的預(yù)定透光區(qū)域。其中該預(yù)定透光區(qū)域包括有十字形第一相位移區(qū)域；以及除了該十字形第一相位移區(qū)域以外的第二相位移區(qū)域，其中通過該十字形第一相位移區(qū)域的光線與通過該第二相位移區(qū)域的光線的相位差為180度。
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖。然而附圖僅供參考與輔助說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖1繪示的是依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例可曝出微小孤立通孔圖案的相位移掩模的布局示意圖；圖2繪示的是本發(fā)明相位移掩模沿著圖1切線I-I’的剖面示意圖；圖3至圖6說明本發(fā)明可曝出微小孤立通孔圖案的相位移掩模的制作步驟。
主要元件符號說明10 相位移掩模 100 透光基板120 不透光材料層122 開口140 預(yù)定透光區(qū)域142 十字形第一透光區(qū)域144 第二透光區(qū)域420 光致抗蝕劑層422 開口430 凹陷區(qū)域520 光致抗蝕劑層522 開口
具體實(shí)施例方式
請參閱圖1以及圖2，其中圖1繪示的是依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例可曝出微小孤立通孔圖案的相位移掩模10的布局示意圖；圖2繪示的是本發(fā)明相位移掩模10沿著圖1切線I-I’的剖面示意圖。如圖1所示，相位移掩模10包括有一透光基板100，其是由透光材料例如石英等所構(gòu)成。在透光基板100的上表面上鍍有一不透光材料層120，例如鉻層，可完全阻擋光線的穿透。不透光材料層120具有一開口122，暴露出下方透光基板100的預(yù)定透光區(qū)域140。預(yù)定透光區(qū)域140容許特定波長的光線通過相位移掩模10，并投射在涂布在晶片的光致抗蝕劑層上，于其中形成微小孤立通孔圖案。
本發(fā)明的主要特征在于矩形的預(yù)定透光區(qū)域140包括有十字形第一透光區(qū)域142，以蝕刻方式將透光基板100向下蝕刻至第一基板厚度t1。矩形的預(yù)定透光區(qū)域140還包括有除了此十字形第一透光區(qū)域142以外的第二透光區(qū)域144，其中第二透光區(qū)域144具有一第二基板厚度t2，且該第二基板厚度t2比該第一基板厚度t1厚，如圖2所示，如此使得通過十字形第一透光區(qū)域142的光線與通過第二透光區(qū)域144的光線的相位差為180度。第二透光區(qū)域144主要由四個(gè)位于矩形的預(yù)定透光區(qū)域140的四個(gè)角落的彼此獨(dú)立不相連的矩形子區(qū)域所構(gòu)成。
以下即藉由圖3至圖6說明本發(fā)明可曝出微小孤立通孔圖案的相位移掩模10的制作步驟。首先，如圖3所示，提供一透光基板100，例如石英基板，且其上鍍有一不透光材料層120，例如鉻層，可完全阻擋光線的穿透。
如圖4所示，接著在不透光材料層120上形成一光致抗蝕劑層420，并隨即利用光刻工藝在光致抗蝕劑層420內(nèi)形成一開口422。接下來，利用蝕刻方式經(jīng)由光致抗蝕劑層420的開口422依序向下蝕刻不透光材料層120以及透光基板100，形成凹陷區(qū)域430并蝕刻到預(yù)定的深度才停止。此時(shí)，即完成前述的十字形第一透光區(qū)域的制作。
接著，如圖5所示，在去除光致抗蝕劑層420之后，再于不透光材料層120上形成一光致抗蝕劑層520，并隨即利用光刻工藝在光致抗蝕劑層520內(nèi)形成一矩形開口522。矩形開口522暴露出前述的凹陷區(qū)域430，以及部分的不透光材料層120。
接下來，如圖6所示，選擇性的蝕刻經(jīng)由矩形開口522所暴露出來的不透光材料層120，形成開口122，去除光致抗蝕劑層520，完成前述第二透光區(qū)域144的制作。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，包括有一透光基板，具有一上表面；一不透光材料層，鍍于該透光基板的上表面，其中該不透光材料層具有一開口，暴露出下方該透光基板的預(yù)定透光區(qū)域；其中該預(yù)定透光區(qū)域包括有十字形第一透光區(qū)域，是以蝕刻方式蝕刻該透光基板至第一基板厚度；以及除了該十字形第一透光區(qū)域以外的第二透光區(qū)域，其中該第二透光區(qū)域具有一第二基板厚度，該第二基板厚度比該第一基板厚度厚，如此使得通過該十字形第一透光區(qū)域的光線與通過該第二透光區(qū)域的光線的相位差為180度。
2.如權(quán)利要求1所述的用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，其中該透光基板為石英基板。
3.如權(quán)利要求1所述的用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，其中該不透光材料層為鉻層。
4.如權(quán)利要求1所述的用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，其中該不透光材料層完全阻擋光線的穿透。
5.如權(quán)利要求1所述的用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，其中該預(yù)定透光區(qū)域?yàn)榫匦螀^(qū)域，且該第二透光區(qū)域又分為四個(gè)彼此不相連的子區(qū)域，位于該矩形區(qū)域的四個(gè)角落。
6.如權(quán)利要求4所述的用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，其中該子區(qū)域?yàn)榫匦巍?br> 7.一種用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，包括有一透光基板，具有一上表面；一不透光材料層，鍍于該透光基板的上表面，其中該不透光材料層具有一開口，暴露出下方該透光基板的預(yù)定透光區(qū)域；其中該預(yù)定透光區(qū)域包括有十字形第一相位移區(qū)域；以及除了該十字形第一相位移區(qū)域以外的第二相位移區(qū)域，其中通過該十字形第一相位移區(qū)域的光線與通過該第二相位移區(qū)域的光線的相位差為180度。
8.如權(quán)利要求7所述的用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，其中該透光基板為石英基板。
9.如權(quán)利要求7所述的用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，其中該不透光材料層為鉻層。
全文摘要
一種用于曝出微小通孔圖案的相位移掩模，包括有一透光基板，具有一上表面；一不透光材料層，鍍于該透光基板的上表面，其中該不透光材料層具有一開口，暴露出下方該透光基板的預(yù)定透光區(qū)域。其中該預(yù)定透光區(qū)域包括有十字形第一相位移區(qū)域；以及除了該十字形第一相位移區(qū)域以外的第二相位移區(qū)域，其中通過該十字形第一相位移區(qū)域的光線與通過該第二相位移區(qū)域的光線的相位差為180度。
文檔編號G03F1/26GK1904729SQ200510087990
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者林金隆 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司