專利名稱：相移掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種相移掩模，尤其涉及一種微調(diào)或盒套式圖形類的相移掩模，可使光屏蔽圖形和相移膜圖形之間接交疊程度得以精確檢測(cè)，從而改進(jìn)產(chǎn)品的合格率和可靠性。
按照近年來半導(dǎo)體器件中簡(jiǎn)單化、薄型化、輕便化和密集化的趨勢(shì)，諸如晶體管和電容器等單個(gè)器件的尺寸應(yīng)連同導(dǎo)線間距一起加以縮小。由于半導(dǎo)體器件中拓?fù)鋱D形的增加，加速了圖形的精細(xì)度。
一種典型的用來在曝光步驟中形成光敏膜圖形的曝光掩模通過在石英襯底上涂覆諸如鉻或鋁一類光屏蔽膜，并借助離子束刻蝕加以制作。然而，用此典型掩模來形成比光分辨率小的精細(xì)圖形是困難的，的確，利用現(xiàn)有的光刻技術(shù)曝光設(shè)備，例如G線(436納米)或I線(365納米)分步重復(fù)機(jī)來獲得寬率為0.5微米或更窄的精細(xì)圖形實(shí)際上是不可能的。
此外，諸如64兆的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器一類極高集成度的半導(dǎo)體器件需要寬度小于0.5微米的精細(xì)圖形。已做過各種努力來滿足這樣的要求。在開發(fā)高集成度半導(dǎo)體器件的一次嘗試中，發(fā)明了相移掩模。事實(shí)上，完全由相移掩模來實(shí)現(xiàn)超精細(xì)的圖形。
相移掩模大致由光屏蔽圖形和相移膜圖形組成。此相移膜起到的180°或90°的角度變換入射光束的作用。將這樣的相移掩模設(shè)計(jì)成使得曝光步驟中照到大圓晶片上光的振幅保持不變并把穿過相移圖形一條線的光束與穿過毗鄰此線的另一條線的光束之間由干涉引起的曝光影響減到最小，從而提高光敏膜圖形的分辨率。
為了提高照射到光敏膜上的反差，相移膜厚如此調(diào)整，以便變換光的相位160°到200°角度。例如，當(dāng)入射光束是G線或I線且相移材料是旋涂在玻璃上(以后稱作“SOG”)的氧化物或氮化物時(shí)，相移膜的厚度波動(dòng)在3,400到4,000。這樣的相移掩模甚至當(dāng)使用常規(guī)的光敏和曝光裝置時(shí)也容許圖形的線條具有0.5微米或更小的寬度。
現(xiàn)在，為了更好地理解本發(fā)明的背景，將結(jié)合

圖1至圖3對(duì)通常的重復(fù)相移掩模進(jìn)行描述。
首先，參考圖1，那里顯示有空間頻率調(diào)制相移掩模的常規(guī)例子。正如此圖所示，把在石英襯底1上形成的多個(gè)光屏蔽圖形2排列成使每一個(gè)圖形有預(yù)定的寬度，彼此均勻地間隔開，且由鉻作成。多個(gè)相移膜圖形3也在位于光屏蔽圖形2之間的每隔一個(gè)間距處形成。
圖2示出空間頻率調(diào)制相移掩模的另一例子。如圖2所示，相移膜3在石英襯底1上形成。多個(gè)光屏蔽圖形2則在相移膜圖形上形成，排列成使每個(gè)圖形有預(yù)定的寬度，且均勻地間隔開?？蓪⑾鄳?yīng)于光屏蔽膜之間間距處的相移膜圖形的每隔一個(gè)間距的區(qū)域加以去除。這樣就相應(yīng)地露出石英襯底1。
參考圖3，那里還有相移掩模的另一個(gè)例子。它設(shè)計(jì)成依據(jù)通過去除相應(yīng)于光屏蔽膜圖形之間的間距處石英襯底1的每一其它部分到一預(yù)定深度的石英襯底的厚度來變換光的相位。
在相移掩模中，光屏蔽膜圖形大體上這樣來形成以便與相移膜圖形有某種程度的交疊。由于此交疊度是影響相移掩膜特性，例如分辨率和焦深的重要因素，因此，在其后的大圓晶片處理之前必須確定此交疊度的精度。
然而沒有分離裝置，要確定常規(guī)相移掩模結(jié)構(gòu)中交疊度的精度是困難的，因?yàn)榇┻^石英襯底和穿過光屏蔽膜圖形的光線都顯示出幾乎同一的透射率。
因此，本發(fā)明的主要目的在于克服以前技術(shù)中碰到的上述缺點(diǎn)，并提供一具有微調(diào)或盒套式圖形的相移掩模，容許大圓晶片處理期間能對(duì)光屏蔽圖形和相移膜圖形之間的交疊度準(zhǔn)確進(jìn)行檢測(cè)。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一相移掩模，包括一在透光襯底的一部分形成、具有多個(gè)預(yù)定線條/間距的光屏蔽圖形；多個(gè)顯示出微調(diào)圖形型上部和下部的相移模圖形，而每個(gè)所述相移膜圖形具有和所述光屏蔽圖形間距相同的寬度，后者如此進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，俾使中央相移膜圖形可與所述光屏蔽圖形的中央間距完全交疊，且當(dāng)所述相移膜圖形更靠近光屏蔽圖形的最外層時(shí)可使所述相移膜圖形和所述光屏蔽圖形的交疊區(qū)域變得更大。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一相移掩模，包括一用以在石英襯底上限定矩形曝光區(qū)的光屏蔽圖形；和一在所述限定的曝光區(qū)及屏蔽光內(nèi)形成的具有多個(gè)相同間距的相移膜圖形，所述的格柵間距(Grid Spaces)起到使穿過其中的光線相互干涉的作用。
通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的是和其他優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯，其中圖1為顯示常規(guī)重復(fù)相移掩模的剖面示意圖；圖2為顯示另一常規(guī)重復(fù)相移掩模的剖面示意圖；圖3為顯示出再一個(gè)常規(guī)重復(fù)相移掩模的剖面示意圖；圖4為按本發(fā)明一實(shí)施例顯示的相移掩模的平面示意圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例顯示的相移掩模的平面示意圖；圖6是對(duì)應(yīng)于大致通過圖5A-A線所得距離而繪制的光強(qiáng)圖；以及圖7示出采用圖5的相移掩模而在半導(dǎo)體器件上形成光敏膜圖形的剖面示意圖。
最好參考一些附圖來理解本發(fā)明最佳實(shí)施例的應(yīng)用。
首先，參考圖4，其中示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的相移掩模。正如該圖所示，具有預(yù)定線條/間距并由鉻制成的光屏蔽膜圖形2在透明襯底區(qū)1，例如在大圓晶體的劃片線上形成，并由其寬度具有與光屏蔽圖形2的間距相同的上部和下部相移膜圖形3和3′加以局部復(fù)蓋。
依據(jù)本發(fā)明，上部和下部相移膜圖形3和3′由氧化物，氮化物或SOG構(gòu)成的一族中選出的材料來形成其厚度控制在分別使入射光線的相位移動(dòng)180°和90°的角度。相移膜圖形3和3′之間的間距比光屏蔽圖形2的間距寬0.025微米。同時(shí)，每一個(gè)相移膜圖形3和3′均勻地分隔開，并如此來進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，俾使中央相移膜圖形的線條可與光屏蔽圖形2的間距完全交疊。相應(yīng)地，相移膜圖形3和3′與光屏蔽圖形2的交疊區(qū)域隨相移膜圖形更接近于邊緣而變大。
在具有這樣一種微調(diào)圖形的相移掩膜中，除光屏蔽膜圖形外位于微調(diào)圖形完全交疊區(qū)域的某些部分根據(jù)相移掩模的垂直位置而呈現(xiàn)出亮或暗。另一方面，由于光的相位被上部或下部相移膜圖形的相位差在中途急劇加以改變而使微調(diào)圖形并不完全交疊處呈現(xiàn)出黑的線條。
在依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的相移掩模中，光屏蔽膜圖形與相移膜圖形的交疊度于是可以通過用肉眼或照相機(jī)檢測(cè)黑線來加以測(cè)定。
現(xiàn)在參考圖5，其中示出依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的相移掩模。如圖5所示，此相移掩模包括一矩形光屏蔽膜圖形2，用來限定石英襯底1上相應(yīng)于半導(dǎo)體器件劃片線部分的曝光區(qū)域；以及一在曝光區(qū)域中形成的并具有多個(gè)有預(yù)定尺寸的相同格柵間距的相移膜圖形3。
穿過相應(yīng)于格柵間距的石英襯底1的光束與穿過相移膜圖形3并改變了相位的另一光束發(fā)生干涉，因而，正如圖6所示，光強(qiáng)接近于零，相反地，相應(yīng)于曝光區(qū)域的相移膜圖形以外的部分則顯示出確定的光強(qiáng)。
圖7示出一盒套式光敏膜圖形，它使用圖5的相移掩模使涂覆在半導(dǎo)體襯底6上的正光敏膜5進(jìn)行曝光而加以制備。在此光敏膜圖形中，光屏蔽膜圖形2和相移膜圖形3之間的交疊度通過用肉眼或照相機(jī)觀測(cè)相應(yīng)于相移膜圖形3區(qū)域的位置來確定。如果光屏蔽膜圖形2與相移薄膜3準(zhǔn)確交疊，則在曝光區(qū)的中心就形成矩形光敏膜圖形5。否則，形成的圖形是斜的。
如前所述，本發(fā)明的相移掩模在相應(yīng)于大圓晶片的劃片線區(qū)域內(nèi)具有一微調(diào)或盒套式圖形，容許在大圓晶片工藝處理過程中精確地檢測(cè)光屏蔽膜圖形和相移膜圖形之間的交疊度。因此，相移掩模能帶來這樣的優(yōu)點(diǎn)，即產(chǎn)品的合格率和器件工作的可靠性得以改進(jìn)很多。
對(duì)具有普通技能的那些人們，當(dāng)他們閱讀完以上的公開內(nèi)容后將對(duì)其中所揭示的本發(fā)明的其它特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)及實(shí)施例非常明了。關(guān)于這方面，盡管本發(fā)明的特定實(shí)施例已經(jīng)詳細(xì)地加以說明，但在不違背所描述和權(quán)利要求的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可實(shí)現(xiàn)對(duì)這些實(shí)施例的變更和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種相移掩模，其特征在于包括一在透光襯底的一部分上形成的、具有多個(gè)預(yù)定線條/間距的光屏蔽圖形；多個(gè)示有微調(diào)圖形型的上部和下部的相移膜圖形，而每個(gè)所述相移膜圖形具有與所述光屏蔽圖形間距相同的寬度，且如此進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，俾使中央的相移膜圖形可與所述光屏蔽圖形的中央間距完全交疊，以及所述相移膜圖形與所述光屏蔽圖形的交疊區(qū)可隨所述相移膜圖形更接近于光屏蔽圖形的最外層而變得更大。
2.如權(quán)利要求1所述的相移掩模，其特征在于，所述光屏蔽圖形和所述相移膜圖形兩者都在相應(yīng)于半導(dǎo)體器件的劃片線區(qū)域處形成。
3.如權(quán)利要求1所述的相移掩模，其特征在于，所述的光屏蔽圖形由鉻膜形成。
4.如權(quán)利要求1所述的相移掩模，其特征在于，所述上部相移膜圖形和所述下部相移膜圖形分別把光的相位改變180度和90度的角度。
5.一種相移掩模，其特征在于包括一用來在石英襯底上限定距形曝光區(qū)域的光屏蔽圖形；和一在所述限定的曝光區(qū)及屏蔽光內(nèi)形成的具有多個(gè)相同間距的相移膜圖形，所述格柵間距起到使穿過其中的光線相互干涉的作用。
6.如權(quán)利要求5所述的相移掩模，其特征在于，所述相移膜圖形具有180度或90度的相移角。
全文摘要
一種相移掩模，在相應(yīng)于大圓晶片的劃片線區(qū)域內(nèi)具有微調(diào)型或盒套式圖形，容許大圓晶體工藝處理期間精確檢測(cè)光屏蔽圖形和相移膜圖形之間的交疊程度，從而使產(chǎn)品的合格率和可靠性得以改進(jìn)很多。
文檔編號(hào)G03F1/00GK1147098SQ9511591
公開日1997年4月9日 申請(qǐng)日期1995年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月9日
發(fā)明者許翼范 申請(qǐng)人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社