專利名稱：光掩膜的鉻金屬膜去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光掩膜的鉻金屬膜去除方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制程中，有一個步驟為光刻。光刻的本質(zhì)就是將電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到 以后要進行刻蝕步驟及離子注入步驟的晶圓底層薄膜上。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，紫外光通過該光掩膜將圖形轉(zhuǎn)移到晶 圓的光刻膠層上，進行顯影后，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，紫外光通過光掩膜將圖形轉(zhuǎn)移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進制強度光掩膜和衰減式相位偏移光 掩膜兩種類型。隨著光刻技術(shù)的發(fā)展，光刻的圖形特征尺寸(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，但是如果采用二進制強度光掩膜制作，由于光衍射的作用，光 掩膜圖形曝光到晶圓襯底時的邊界區(qū)域的清晰程度達不到要求，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，在該衰減式相位偏移光掩膜上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，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，和二進制強度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層，干法刻蝕MoSi后，濕法去除鉻金屬膜，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，再進行清洗和缺陷檢 驗等后，在具有相位偏移衰減圖形的石英基板上粘接一個框架，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la li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行詳細說明。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la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進行圖案化處理，將光掩膜圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠層103上，如 圖lb所示；在本步驟中，進行圖案化處理就是對光刻膠層103進行曝光并顯影；步驟3，以光刻膠層103上的光掩膜圖形作為保護層，對鉻金屬膜102進行干法刻 蝕，在鉻金屬膜102上形成光掩膜圖形，如圖lc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層，對MoSi膜101進行干法 刻蝕，在MoSi膜101上形成相位偏移光掩膜圖形，如圖le所示；步驟6，在圖le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進行圖案化處理，將圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠層104上，如圖lg 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檔光層存在；步驟8，以光刻膠層104上的圖形作為保護層，對鉻金屬膜102進行濕法刻蝕，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lh 所示；步驟9，去除光刻膠層104，如圖li所示，完成相位偏移光掩膜圖形的制作。在步驟8采用濕法去除鉻金屬膜102的過程中，由于在步驟5后需要將該石英基 板放入到清洗機臺中進行溶劑清洗以去除前述反應(yīng)殘留物或空氣中的污染物。在這段時間 內(nèi)，鉻金屬膜102上的反應(yīng)殘留物或空氣中的污染物可能未被完全清洗掉，或者清洗溶劑 的純度或性質(zhì)發(fā)生變化后導(dǎo)致鉻金屬膜102上出現(xiàn)表面化學(xué)性質(zhì)改變或新的污染物。另 外，清洗過后在步驟6涂布第二光刻膠層104前，空氣中的可揮發(fā)性有機物(V0C)或污染物 顆粒濃度很高，則V0C或污染物顆粒會迅速地附著在鉻金屬膜102的表面。再有，在進行步 驟8的過程中反應(yīng)副產(chǎn)物無法迅速去除等。這樣，當(dāng)鉻金屬膜102浸入到溶劑中采用濕法 去除時，則由于鉻金屬膜102的表面化學(xué)性質(zhì)改變、或V0C、或污染物顆粒、或刻蝕反應(yīng)副產(chǎn) 物的存在，使得采用的溶劑無法完全濕法去除鉻金屬膜102(參見圖li所示)。如果無法將鉻金屬膜102去除干凈，則會影響所制成的光掩膜圖形，造成后續(xù)采 用該光掩膜對晶圓襯底進行曝光后，得到的圖形不準確，影響晶圓制作。因此，為了使鉻金屬膜102被去除干凈，進一步需要二次處理對每一片光掩膜采 用穿透光和反射光組合(BMSL)的檢驗機檢測，當(dāng)檢測到某一片光掩膜的鉻金屬膜102未 去除干凈時，則重新在該光掩膜的鉻金屬膜102上涂布光刻膠層后，對光刻膠層進行圖案 化處理，將圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠層；然后，以光刻膠層上的圖形作為保護層，對該光掩膜的鉻 金屬膜102進行干法刻蝕或濕法手工刻蝕，去除該光掩膜的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；再次，去除光刻膠層；最后，采用采用 BMSL的檢驗機檢測是否鉻金屬膜102被去除干凈，如果沒有去除干凈，再次重復(fù)上述過程。這種方法雖然可以將鉻金屬膜102去除干凈，但是，會耗費大量的時間和成本。舉 例說明，目前，在制作光掩膜圖形的過程中，大約有25%左右的光掩膜的鉻金屬膜102未被 去除干凈，需要進行二次處理。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種光掩膜的鉻金屬膜去除方法，該方法能夠在不耗費大 量的時間和成本的前提下將光掩膜的鉻金屬膜去除干凈。
為達到上述目的，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種光掩膜的鉻金屬膜去除方法，所述光掩膜包括石英基板、以及依次鍍在石英 基板上的相位偏移膜及鉻金屬膜，該方法包括在鉻金屬膜上涂布第一光刻膠層后，進行光掩膜圖形的圖案化；以圖案化的光刻膠層作為保護層，刻蝕鉻金屬膜形成光掩膜圖形，去除第一光刻 膠層；以鉻金屬膜作為保護層，干法刻蝕相位偏移膜形成相位偏移光掩膜圖形；在鉻金屬膜以及相位偏移膜上涂布第二光刻膠層后，進行鉻金屬膜所需圖形的圖 案化；以圖案化的第二光刻膠層作為保護層，濕法刻蝕鉻金屬膜形成鉻金屬膜所需圖形 后，再以圖案化的第二光刻膠層作為保護層，干法刻蝕殘留的鉻金屬膜，去除光刻膠層。所述再以圖案化的第二光刻膠層作為保護層，干法刻蝕鉻金屬膜在反應(yīng)室完成。所述反應(yīng)室通入的干法刻蝕鉻金屬膜氣體為氯氣、氧氣和氦氣。所述氯氣通入反應(yīng)室的劑量為20 200毫升/分鐘；所述氧氣通入反應(yīng)室的劑量為1 100毫升/分鐘；所述氦氣通入反應(yīng)室的劑量為1 100毫升/分鐘。所述反應(yīng)室的壓力為6 10毫托；反應(yīng)室內(nèi)的垂直射頻功率范圍為10 500瓦 特；反應(yīng)室內(nèi)的橫向射頻功率范圍為400 800瓦特。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明采用的方法在對鉻金屬膜進行濕法刻蝕，去除相位 偏移光掩膜圖形上的鉻金屬膜后，在去除光刻膠層之前，還進一步包括以光刻膠層上的圖 形作為保護層，對鉻金屬膜進行干法刻蝕。這樣，就不需要檢測出需要重新進行二次處理去 除鉻金屬膜的光掩膜后再重新進行復(fù)雜的二次處理，從而在不耗費大量的時間和成本的前 提下將光掩膜的鉻金屬膜去除干凈。


圖la li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；圖2為本發(fā)明提供的衰減式相位偏移光掩膜的制作流程圖；圖3為本發(fā)明提供的衰減式相位偏移光掩膜剖面示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對 本發(fā)明作進一步詳細說明。為了在不耗費大量的時間和成本的前提下將光掩膜的鉻金屬膜去除干凈，本發(fā)明 對所有光掩膜在制作工藝中，都增加一個步驟，即在對鉻金屬膜進行濕法刻蝕，去除相位偏 移光掩膜圖形上的鉻金屬膜后，在去除光刻膠層之前，還進一步包括以光刻膠層上的圖形 作為保護層，對鉻金屬膜進行干法刻蝕。由于采用這種方法可以將所有的光掩膜上的鉻金屬膜去除干凈，所以就不需要再 對具有光掩膜圖形的光掩膜進行二次處理，從而在不耗費大量的時間和成本的前提下將光 掩膜的鉻金屬膜去除干凈。
圖2為本發(fā)明提供的衰減式相位偏移光掩膜的制作流程圖，其具體步驟為步驟201，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la所示；步驟202，對光刻膠層103進行圖案化處理，將光掩膜圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠層103上， 如圖lb所示；步驟203，以光刻膠層103上的光掩膜圖形作為保護層，對鉻金屬膜102進行干法 刻蝕，在鉻金屬膜102上形成光掩膜圖形，如圖lc所示；步驟204，去除光刻膠層103，如圖Id所示；步驟205，以鉻金屬膜102上形成的光掩膜圖形作為保護層，對MoSi膜101進行干 法刻蝕，在MoSi膜101上形成相位偏移光掩膜圖形，如圖le所示；步驟206，在圖le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207，對光刻膠層104進行圖案化處理，將圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠層104上，如圖 lg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檔光層存在；步驟208，以光刻膠層104上的圖形作為保護層，對鉻金屬膜102進行濕法刻蝕，去 除相位偏移光掩膜圖形上的鉻金屬膜102，暴露出步驟205形成的相位偏移光掩膜圖形，如 圖lh所示；從步驟201 步驟208的過程，與現(xiàn)有技術(shù)相同。步驟209、以光刻膠層104上的圖形作為保護層，對鉻金屬膜102進行干法刻蝕，再 次去除相位偏移光掩膜圖形上的鉻金屬膜102 ；在本步驟中，在進行干法刻蝕時，將該光掩膜放置到反應(yīng)室內(nèi)，采用干法刻蝕的氣 體包括氯氣、氧氣和氦氣，三種反應(yīng)氣體在反應(yīng)室內(nèi)在射頻電流的作用下變成等離子電漿， 并與鉻金屬膜102進行化學(xué)反應(yīng)，得到氯化鉻后，通過抽氣攜帶到反應(yīng)室外；另外，在反應(yīng)室內(nèi)的等離子電漿還可與鉻金屬膜102進行物理反應(yīng)，因為離子團 對鉻金屬膜102的表面會進行轟擊作用，通過物理和化學(xué)反應(yīng)的聯(lián)合作用，可強力去除即 使表面化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變的殘留鉻金屬膜102 ；在本步驟中，氯氣通入反應(yīng)室的流量為20 200毫升/分鐘；；氧氣通入反應(yīng)室 的流量為1 100毫升/分鐘；；氦氣通入反應(yīng)室的流量為1 100毫升/分鐘；；反應(yīng)室 的壓力為6 10毫托；反應(yīng)室內(nèi)的垂直射頻功率(RF1)范圍為10 500瓦特；反應(yīng)室內(nèi)的 橫向射頻功率(RF2)范圍為400 800瓦特；步驟210，去除光刻膠層104，完成相位偏移光掩膜圖形的制作；在本步驟中，去除萬光刻膠層104的光掩膜圖形如圖3所示，可以看出，基本上無 殘留的鉻金屬膜102。經(jīng)過測試可以得出，光掩膜采用本發(fā)明提供的方法，100%無殘留的鉻金屬膜102。以上舉較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所 應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光掩膜的鉻金屬膜去除方法，所述光掩膜包括石英基板、以及依次鍍在石英基板上的相位偏移膜及鉻金屬膜，該方法包括在鉻金屬膜上涂布第一光刻膠層后，進行光掩膜圖形的圖案化；以圖案化的光刻膠層作為保護層，刻蝕鉻金屬膜形成光掩膜圖形，去除第一光刻膠層；以鉻金屬膜作為保護層，干法刻蝕相位偏移膜形成相位偏移光掩膜圖形；在鉻金屬膜以及相位偏移膜上涂布第二光刻膠層后，進行鉻金屬膜所需圖形的圖案化；以圖案化的第二光刻膠層作為保護層，濕法刻蝕鉻金屬膜形成鉻金屬膜所需圖形后，再以圖案化的第二光刻膠層作為保護層，干法刻蝕殘留的鉻金屬膜，去除光刻膠層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述再以圖案化的第二光刻膠層作為保護 層，干法刻蝕鉻金屬膜在反應(yīng)室完成。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)室通入的干法刻蝕鉻金屬膜氣體 為氯氣、氧氣和氦氣。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述氯氣通入反應(yīng)室的劑量為20 200毫升/分鐘；所述氧氣通入反應(yīng)室的劑量為1 100毫升/分鐘； 所述氦氣通入反應(yīng)室的劑量為1 100毫升/分鐘。
5.如權(quán)利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)室的壓力為6 10毫托；反 應(yīng)室內(nèi)的垂直射頻功率范圍為10 500瓦特；反應(yīng)室內(nèi)的橫向射頻功率范圍為400 800 瓦特。
全文摘要
一種光掩膜的鉻金屬膜去除方法，包括石英基板、以及依次鍍在石英基板上的相位偏移膜及鉻金屬膜，該方法包括在鉻金屬膜上涂布第一光刻膠層后，進行光掩膜圖形的圖案化；以圖案化的光刻膠層作為保護層，刻蝕鉻金屬膜形成光掩膜圖形，去除第一光刻膠層；以鉻金屬膜作為保護層，干法刻蝕相位偏移膜形成相位偏移光掩膜圖形；在鉻金屬膜以及相位偏移膜上涂布第二光刻膠層后，進行鉻金屬膜所需圖形的圖案化；以圖案化的第二光刻膠層作為保護層，濕法刻蝕鉻金屬膜形成鉻金屬膜所需圖形后，再以圖案化的第二光刻膠層作為保護層，干法刻蝕殘留的鉻金屬膜，去除光刻膠層。本發(fā)明在不耗費大量的時間和成本的前提下將光掩膜的鉻金屬膜去除干凈。
文檔編號G03F1/26GK101989035SQ20091005583
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者葛海鳴, 黃金 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司