專利名稱：相移掩模及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相移掩模及其制造方法，特別是涉及能夠改善線/空圖形之間的對比率以形成微圖形的相移掩模以及用于制造該相移掩模的方法。
近來制造具有高集成度的半導體器件趨勢導致了減小相鄰布線之間的距離、提高了拓撲并減小元件例如晶體管或電容器尺寸。為此，就需要形成具有提高了的微尺寸的圖形。
通常，通過在石英基片上覆蓋一層由鉻層或鋁層構(gòu)成的遮光膜來制成曝光掩模，該掩模用于形成光刻膠膜圖形的曝光處理中，然后按離子束刻蝕法來刻蝕遮光膜，由此形成遮光膜圖形。
但是，這種一般的曝光掩模難于形成具有小于分布器的光分辨力的極限的微尺寸的圖形。進而，現(xiàn)有的光刻膠溶液和分布器(例如具有436nm波長的G-線分布器或具有365nm波長的I-線分布器)難于形成具有大約0.5μm以下的微尺寸。
另一方面，具有64Moga DRAM級或更高的高集成度的半導體器件需要具有0.5μm以下的尺寸的微圖形。
為了形成這種微圖形，使用了可以形成呈現(xiàn)高分辨力的光刻膠膜圖形的相移掩模。
通常，這種相移掩模具有一相移膜圖形，該相移膜圖形適于把光的相位沿著遮光膜圖形移動180°或90°的角度以便于在曝光處理中均勻地保持照射在芯片上的光的幅值。換句話說，這種相移掩模利用使曝光效果減到最小的原理，這起因于通過相移掩模圖形的光和通過靠近相移膜圖形設(shè)置的圖形的光之間的干涉，由此而改善最后形成的光刻膠膜圖形的分辨力。
相移膜圖形由一種相移材料制成，該材料的折射率為n，具有能夠把波長為λ的光的相位移動160°至200°角度的厚度，由此，照射在光刻膠膜上的光可以呈現(xiàn)對比度上的提高。
例如，對于G-線或i-線的入射光，當相移掩模由旋涂玻璃(SOG)膜、氧化物膜、氮化物膜或固化的光刻膠膜所組成時，其可以具有大約3,400△至4,000△。
當使用這種相移掩模時，可以使用現(xiàn)有的光刻膠溶液和分布器來形成具有約0.5μm或更低的尺寸的微圖形。這種相移掩?？梢员环殖蒐evenson型和邊緣重點型。
下面結(jié)合

圖1至3來描述現(xiàn)有相移掩模的例子。
參照圖1，表示出相移掩模1，包括由玻璃或石英制成的透明基片2和在透明基片2上形成的遮光膜圖形3。遮光膜圖形3具有交替布置的分別有均勻尺寸的線和空。在遮光膜圖形3上形成相移膜圖形4。相移膜圖形4具有交替布置的線和空。相移膜圖形4的線和空的寬度大于遮光膜圖形3的。
在具有上述結(jié)構(gòu)的相移掩模1中，在通過相移掩模圖形4的光與直接通過透明基片2的光之間呈現(xiàn)180°的相位差。換句話說，分別由通過相移掩模圖形4的光與直接通過透明基片2的光所建立的電場6和7呈現(xiàn)180°的相位差，如圖2所示。
結(jié)果，如圖3所示，到達將被構(gòu)圖的晶片的光束相互干涉，由此改善圖像對比率。但在此情況下，當光的波長恒定時就存在聚焦深度或圖形細度上的限制。因而，難于形成具有約0.25μm以下尺寸的微圖形。
由此，Levenson型或邊緣重點型的現(xiàn)有相移掩模在其形成上具有困難并且在圖形細度上具有限制。
因而現(xiàn)有的相移掩模不適于制造高集成的半導體器件。
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，而提供一種能夠改善將要形成的光刻膠膜圖型的輪廓，由此獲得易制備的微圖形的以制造高集成的半導體器件，以及提供一種形成相移掩模的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種相移掩模，能夠獲得制造公差冗余度上的改善，由此提供在工作、可靠性和處理電場上的改善。
根據(jù)本發(fā)明一個方案，相移掩模包括透明基片；在透明基片上形成的第一相移膜圖形，該第一相移膜圖形具有交替布置的分別具有所需尺寸的線和空；在第一相移膜圖形上形成并提供交替布置的線和空的遮光膜圖形，該遮光膜圖形具有小于第一相移膜圖形的線寬度；以及在由第一相移膜圖形的空所占據(jù)的透明基片的一部分上形成的第二相移膜圖形。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，相移掩模包括透明基片；在透明基片上形成的遮光膜圖形，該遮光膜圖形具有交替布置的分別具有所需尺寸的線和空；在遮光膜圖形上形成并提供交替布置的線和空的第一相移膜圖形，該第一相移膜圖形具有大于遮光膜圖形的線寬度；以及在由第一相移膜圖形的空所占據(jù)的透明基片的一部分上形成的第二相移膜圖形。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方案，用于形成相移掩模的方法包括下列步驟；制備透明基片；在透明基片上形成具有交替布置的分別具有所需尺寸的線和空的第一相移膜圖形；在第一相移膜圖形上以遮光膜圖形具有小于第一相移膜圖形的線寬度的方式形成具有交替布置的線和空的遮光膜圖形；在由第一相移膜圖形的空所占據(jù)的透明基片的一部分上形成具有交替布置的分別有所需尺寸的第二相移膜圖形。
從下面參照附圖的實施例的描述可以進一步了解本發(fā)明的其他目的及方案。
圖1是表示出有相移掩模的截面圖；圖2是表示取決于圖1所示的相移掩模的位置的電場密度的電線圖；圖3是表示取決于圖1所示的相移掩模的位置的光強度的曲線圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的相移掩模的截面圖；圖5是表示取決于圖4所示的相移掩模的位置的電場密度的曲線圖；圖6是表示取決于圖4所示的相移模的位置的光強度的曲線圖；圖7A至圖7C是分別表示本發(fā)明的用于制造相移掩模的方法的截面圖。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明相移掩模的截面圖。
如圖4所示，由標號10所標明的相移掩模包括由玻璃或石英制成的透明基片11和在透明基片上形成的第一相移掩模12a。第一相移膜圖形12a具有交替布置的分別有均勻尺寸的線和空。第一相移膜圖形12a由相移材料如SOG、氧化物、氮化物或固化的光刻膠材料所制成。
相移掩模10還包括在第一相移膜圖形12a上形成的遮光膜圖14a。遮光膜圖形14a具有交替布置的線和空。遮光膜圖形14a的線寬度小于第一相移膜圖形12a的，該遮光膜圖形14a的空寬度大于第一相移膜圖形12a的。
相移掩模10還包括在由第一相移膜圖形12a的空所占據(jù)的透明基片的一部分上形成的第二相移膜圖形12b。第二相移膜圖形12b具有交替布置的分別有均勻尺寸的線和空。第二相移膜圖形12b的線被第一相移膜圖形12a的對應(yīng)線均勻隔開。第二相移膜圖形12b由相移材料如SOG、氧化物、氮化物或固化的光刻膠材料制成。第一和第二相移膜圖形12a和12b構(gòu)成雙邊緣重點型相移掩模結(jié)構(gòu)。
在具有上述結(jié)構(gòu)的相移掩模10中，如圖5所示，當入射光束16通過第一和第二相移膜圖形12a和12b時，其建立了具有180°相位移的電場18和19。在另一方面，直接通過第一和第二相移膜圖形12a和12b之間的透明基片的部分的光束建立了具有0°相位移的電場17。由于這種電場，曲線20代表具有尖銳邊緣梯度的透射光的強度。其結(jié)果，獲得了圖象對比度上的改善。
在所述情況下，第一和第二相移膜圖形12a和12b具有相同的線/空寬度。在一些情況下，可以任意改變相移膜圖形12a和12b的線/空寬度。
雖然在所述情況下遮光膜圖形14a被布置在第一相移膜圖形12a上，但其也可以被布置在第一相移膜圖形12a的下方。在此情況下，也可獲得相同的效果。
圖7A至圖7C分別表示出根據(jù)本發(fā)明的制造相移掩模的方法的連續(xù)步驟。在圖7A至7C中，各部分分別對應(yīng)于圖4中由相同標號所標出的那些部分。
根據(jù)該方法，如圖7A所示，首先在透明基片11上覆蓋由相移材料如SOG、氧化物、氮化物或固化的光刻膠材料制成的第一相移膜12。在第一相移膜12上形成具有所需線/空圖形的第一光刻膠膜圖形13。
此后，部分地移去未由第一光刻膠膜圖形13覆蓋的第一相移膜12的暴露部分，由此形成具有所需線/空圖形的第一相移膜圖形12a，如圖7B所示。然后去除第一光刻膠膜圖形13。在生成結(jié)構(gòu)上覆蓋由鉻制成的遮光膜14。接著，在布置在第一相移膜圖形2a上的遮光膜14的一部分上覆蓋第二光刻膠膜圖形15。第二光刻膠膜圖形15具有小于第一光刻膠膜圖形3的線寬度。
部分地去除未由第二光刻膠膜圖形15覆蓋的遮光膜14的暴露部分，由此形成具有所需線/空圖形的遮光膜圖形14a，由此形成具有所需線/空圖形的遮光膜圖形14a，如圖7c所示。遮光膜圖形14a具有小于第一相移膜圖形12a的線寬度。然后去除第二光刻膠膜圖形15。
最后，通過進行與第一相移膜圖形12a的形成中相同的處理步驟，在由第一相移膜圖形12a的空所占據(jù)的透明基片11的一部分上形成第二相移膜圖形12b。這樣，獲得雙邊緣重點型相移膜膜10。
使用公知的分布器或E-來分布器來完成第一和第二光刻膠膜圖形13和15的形成。
最好，透明基片11具有在第一和第二相移膜圖形12a和12b之間具有所需寬度的暴露部分。
第一和第二相移膜圖形12a和12b具有足以使光的相位移動180°角度的厚度。
雖然在所述情況下遮光膜圖形14a形成在第一相移膜圖形12a上，但其也可以被布置在第一相移膜圖形12a之下，在此情況下，在形成第一相移膜圖形12a之前形成遮光膜圖形14a。然后該第一相移膜圖形12a形成在遮光膜圖形14a以具有大于遮光膜圖形14a的寬度。在此情況下，遮光膜圖形14a將在第一相移膜圖形12a之下具有凹陷部分。
當?shù)谝缓偷诙嘁颇D形由固化的光刻膠膜取代SOG、氧化物或氮化物膜來組成時，就不需要光刻膠膜圖形供其構(gòu)圖之用。在此情況下，則整個制造變得簡單了。
如從上述所了解到的，本發(fā)明提供一種相移掩模，具有雙邊緣重點相移結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由在透明基片上形成的第一相移膜圖形和在由第一相移膜圖形的空所占據(jù)的透明基片的一部分上形成的第二相移膜圖形所組成，采用下述方式透明基片具有在第一和第二相移膜圖形之間具有所需寬度的暴露部分。
在相移掩模中，通過第一和第二相移膜圖形的光同直接通過第一和第二相移膜之間的透明基片的光發(fā)生干涉。借助該光的干涉，光強度曲線在其邊緣部分具有尖銳的梯度。因而，獲得了光對比度上的改進。
因而，可以改善光刻膠膜圖形的構(gòu)型，由此獲得微圖形容易形成而制造高集成的半導體器件。也可以獲得處理極限中的改善，由此而提供在工作、可靠性和處理電場上的改善。
雖然為了說明而描述本發(fā)明的優(yōu)選例，但本領(lǐng)域技術(shù)可參不背離權(quán)利要示所述的本發(fā)明的內(nèi)容及范圍的條件下進行各種改型、添加和替代。
權(quán)利要求
1.一種相移膜模，包括透明基片；在所述透明基片上形成的第一相移膜圖形，該第一相移膜圖形具有交替布置的分別有所需尺寸的線和空；在所述第一相移膜圖形上形成的并具有交替布置的線和空的遮光膜圖形，該遮光膜圖形具有小于所述第一相移膜圖形的線寬度；以及在由所述第一相移膜圖形的空所占據(jù)的所述透明基片的一部分上形成的第二相移膜圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的相移膜模，其中所述遮光膜圖形由鉻制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜圖形由氧化物膜構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜圖形由氮化物膜構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的相移腌模，其中所述第一和第二相移膜圖形由氮化物膜構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的相移腌模，其中所述第一和第二相移膜圖形由固化的光刻膠膜構(gòu)成。
7.一種相移腌模，包括透明基片；在所述透明基片上形成的遮光膜圖形，該遮光膜圖形具有交替布置的分別有所需尺寸的線和空；在所述遮光膜圖形上形成的并具有交替布置的線和空的第一相移膜圖形，該第一相移膜圖形具有大于所述遮光膜圖形的線寬度；和在由所述第一相移膜圖形的空所占據(jù)的所述透明基片的一部分上形成的第二相移膜圖形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的相移掩模，其中所述遮光膜圖形由鉻制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜圖形由旋涂玻璃構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜圖形由氧化物膜構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜圖形由氮化物膜構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜圖形由固化的光刻膠膜構(gòu)成。
13.用于形成相移腌模的方法，包括下列步驟制備透明基片；在所述透明基片上形成第一相移膜圖形，該第一相移膜圖形具有交替布置的分別有所需尺寸的線和空；在第一相移膜圖形上形成遮光膜圖形，該遮光膜圖形具有以下述方式交替布置的線和空所述遮光膜圖形具有小于所述第一相移膜圖形的線寬度；以及在由所述第一相移膜圖形的空所占據(jù)的所述透明基片的一部分上形成具有交替布置的并分別有所需尺寸的線和空的第二相移膜圖形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述遮光膜圖形由鉻制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一和第二相移膜圖形由旋涂玻璃膜構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一和第二相移膜圖形由氧化物膜構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一和第二相移膜圖形由氮化物膜構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述第一和第二相移膜圖形由固化的光刻膠膜構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中使用光致抗蝕劑膜圖形作為掩模來進行分別形成所述第一和第二相移膜圖形和所述遮光膜圖形的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中使用E-來分布器形成所述光刻膠膜圖形。
全文摘要
一種能夠改善將要形成的光刻膠膜圖形的構(gòu)型的相移掩模，由此獲得微圖形的容易形成以制造高集成的半導體器件，以及一種用于形成該相移掩模的方法。該相移掩模包括透明基片、在透明基片上形成的遮光膜圖形、具有交替布置的分別有所需尺寸的線和空的遮光膜圖形、在遮光膜圖形上形成并提供交替布置的線和空的第一相移膜圖形，該第一相移膜圖形具有大小遮光膜圖形的線寬度、和在由第一和第二相移膜圖形的空占據(jù)的透明基片的一部分上形成的第二相移膜圖形。
文檔編號G03F1/00GK1162766SQ9610689
公開日1997年10月22日 申請日期1996年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月30日
發(fā)明者裵相滿 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社