專利名稱：鉻光罩制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光罩的制造方法，尤其涉及一種制造大面積鉻光罩的方法。
背景技術(shù)：
牽涉到光罩使用的光微影(photolithography)制程，已應(yīng)用于高密度半導(dǎo)體集成電路的微型制造(micro-fabrication)，例如大規(guī)模集成電路(LSI)、超大規(guī)模集成電路(VLSI)、彩色濾光片、液晶顯示器以及磁頭等。
用于微型制造的光罩，其以由透明基板所組成的光罩基材(blank)所制造，該透明基板可為石英玻璃或鋁硅酸鹽玻璃與遮光膜(light-shielding film)等。該光罩基材的形成，通常以鉻膜(chromium film)的形式，通過濺鍍或真空蒸鍍的技術(shù)，沉積于上述的透明基材上。而光罩是通過形成一特定圖案(pattern)于光罩基材的遮光膜中所制成。
用以形成光罩的光罩基材，通常具有兩層或三層結(jié)構(gòu)。兩層結(jié)構(gòu)的光罩基材，包括一遮光膜，通常以鉻膜的形式，通過濺鍍或真空蒸鍍的技術(shù)，沉積于一合成石英基板上。另外光罩基材還包括一抗反射膜(antireflective film)，沉積于鉻膜的表面，以防止由硅晶圓所反射的曝光(exposure light)再度被反射。三層結(jié)構(gòu)的光罩基材，可通過形成一額外的抗反射膜于基板側(cè)邊來完成。
光罩的一個非常重要的要求是基板必須是平的，以確保圖案能精確的轉(zhuǎn)換。然而，不論所用的基板是如何的平整，在基板上形成一層以鉻為主的遮光膜，將傾向使表面狀態(tài)惡化，特別是在兩層的結(jié)構(gòu)中，因為遮光膜具有于基板表面生成大顆粒的特性。微型制造工業(yè)目前的趨勢是朝向增加硅晶圓或玻璃基板上的電路圖案密度。當(dāng)電路圖案密度增加，于光罩上可允許的缺陷大小及密度將必然地降低，這將減少轉(zhuǎn)移較少或較小的可允許缺陷至一個用以形成光罩的光罩基材(即基板上有不透明的薄膜)光罩基材上一個主要的缺陷來源是出現(xiàn)在制造過程中。已知的光罩基材于透明基板上具有兩層或多層不同的遮蔽層(masking layer)。阻光鉻層或以鉻為主的層以及氧化鉻抗反射層為基本的遮蔽層。額外的層，諸如另外的反射層、蝕刻率增強層(etch rate enhancing layer)以及附著提升層(adhesion promoting layer)亦可被使用。
通常每一遮蔽層于獨立鍍膜制程中單獨地附著上，這以例如于濺鍍腔(sputtering chamber)中濺鍍一鉻層至未鍍膜的基板上、接著從腔中取出已鍍上鉻的基板、改變腔中的條件以產(chǎn)生氧化鉻濺鍍所需的環(huán)境以及接著使該鍍上鉻的基板暴露于上述新的環(huán)境下等步驟來完成。此種的制程有下述的一些缺點介于各個不同的鍍膜層之間，鍍膜表面容易遭受到污染，這可能是于該基板取出以及送回至腔中所經(jīng)歷的機械動作過程中，以固體微粒的形式產(chǎn)生污染，或者是由于前一濺鍍環(huán)境下，所遺留的固體殘留物、微?；蚍蹓m等形式污染。再者，該污染亦可能是真空幫泵系統(tǒng)中的任何氣體回流(backstreaming)穿過該濺鍍腔所造成的。
上述兩種形式的污染，會降低最終的基材上各鍍膜介面間的附著力。最終基材上各鍍膜介面間的任何局部或全面附著力的減少，在最終的光罩中，將會是一個潛在的缺陷部位。于制造光罩時，基材所經(jīng)歷的曝光(exposure)、顯影(development)、蝕刻(etching)、去光阻(stripping)與許多清潔過程等的精密制程步驟，將增加基材失去一定附著力的可能性，此于制造光罩時會在該部位產(chǎn)生缺陷。
于獨立的濺鍍制程中，鍍膜于遮蔽層的另一個缺點，是由于不同層介面間的成分不連續(xù)。上述的不連續(xù)介面，容易有較差的附著力及易破碎。此外，于薄膜中形成電路期間，以不同比例蝕刻具有不同成分的各層時，會因此于蝕刻圖案中，產(chǎn)生諸如抗反射層突出以及邊緣外觀粗糙皺折等問題。
為消除上述缺陷所做的努力，已集中在增加其它層于不透明薄膜與改變以鉻為主的阻光(light-blocking)層及/或抗反射層的成分上。許多消除基材缺陷的方法已被揭示，例如揭示于頒給Nagarekawa等人的美國專利第4,530,891號、頒給Matsui等人的美國專利第4,563,40/號、頒給Shinkai等人的美國專利第4,720,422號及頒給Tsukamoto等人的美國專利第6,727,027號等。
無論如何，上述專利由于牽涉到濺鍍制程，生產(chǎn)成本是非常高的。此外，該等專利所揭示的方法，相關(guān)基材的均勻性不易控制且其中的制程亦仍然有微粒缺陷等問題。
于是，存在一種新穎制造光罩方法的需要，以解決上述的問題及缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過更廉價與更佳的可控制電鍍制程，提供一種制造光罩的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造光罩的方法，使光罩具有顯著改善的表面平坦性，可接受對缺陷檢查與電路圖案檢查所做的高靈敏度探測。
為了達成上述發(fā)明目的，一光罩基材于其下表面及邊緣鍍有抗蝕劑(resist)。接著該鍍有抗蝕劑的光罩基材，沉浸于無電極鉻電鍍活化劑(electroless chrome plating activator)中以活化表面。另一種方式，通過利用旋轉(zhuǎn)杯(spin cup)的設(shè)計，使光罩基材旋轉(zhuǎn)且以鉻活化劑噴灑該基材的上表面，同時并以氮氣從該光罩基材的下表面吹拂。其次，該活化光罩基材接著沉浸于無電極鉻電鍍?nèi)芤褐?，以鍍上一薄的鉻層，此無電極鉻電鍍制程將一直持續(xù)，直到所要的厚度形成為止，該鉻層亦可以一般的電鍍方式，形成具有良好均勻性的所要厚度。接著，具有鉻層的該光罩基材，暴露于氧化環(huán)境，以于該鉻層上形成一抗反射層。
當(dāng)反射層相繼地形成之后，一光阻膜(resist film)形成于該反射層上。接著該光阻膜根據(jù)預(yù)先決定的圖案形成圖案。其次，穿過該帶有圖案光阻膜上的開口，干式蝕刻(dry-etch)或濕式蝕刻(wet-etch)該反射層及該鉻層，隨后再將該光阻膜去除以形成所要的光罩。
本發(fā)明通過更廉價與更佳的可控制電鍍制程，提供一種新穎的制造光罩方法。根據(jù)本發(fā)明的光罩，具有顯著改善的表面平坦性，可接受對缺陷檢查與電路圖案檢查所做的高靈敏度探測，以及能夠精確地形成所要的微型圖案(micro-pattern)，所形成的光罩，將易與半導(dǎo)體電路以及相關(guān)元件整合。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一光罩基材剖面圖。
圖2為鍍有抗蝕劑的一光罩基材剖面圖。
圖3為具有一鉻層的一光罩基材剖面圖。
圖4為具有一抗反射層在一鉻層上的一光罩基材剖面圖。
圖5(A、B、C、D)為一系列描述一光罩基材制造方法的剖面示意圖，其可結(jié)合本發(fā)明使用。
圖5A展示一具有光阻膜于其上的一光罩基板。
圖5B展示該光阻膜形成圖案之后的該光罩基板。
圖5C展示經(jīng)干式蝕刻或濕式蝕刻處理后的該光罩基板。圖5D展示該光阻膜移除之后的完成光罩。
圖6為根據(jù)本發(fā)明鉻光罩制造方法的流程圖。
圖中符號說明1光罩基材2抗蝕劑3鉻層4抗反射層5光阻膜 6光罩具體實施方式
在實際地了解制造光罩所需的濺鍍制程后，可知道其不是不易控制均勻性就是價格昂貴。本發(fā)明通過更廉價與更佳的可控制電鍍制程，發(fā)展一種新穎的制造光罩方法。本發(fā)明的優(yōu)點對于大面積的鉻光罩更為顯著。
參考圖1與圖6，本發(fā)明的光罩基材1包括一曝光可穿透的透明基板。該光罩基材1由對曝光透明的任何想要的材料所制成，例如更佳的材料有石英、鋁硅酸鹽玻璃(aluminosilicate glass)、氟化鈣(calciumfluoride)、氟化鎂(magnesium fluoride)與堿石灰玻璃(soda lime glass)等。參考圖2，該光罩基材1于其下表面及邊緣鍍有抗蝕劑2。接著，鍍有該抗蝕劑2的該光罩基材1稍微做烘烤，以增強該光罩基材1與該抗蝕劑2間的附著力以及趕出其中的溶劑，在此制程中，該抗蝕劑2的厚度均勻性不甚重要。接著鍍有該抗蝕劑2的該光罩基材1，沉浸于無電式鉻電鍍活化劑中以活化表面，合適的無電式鉻電鍍活化劑，計有堿性溶液與異丙醇(2-propanol)等。
本發(fā)明的另一實施例，于無需使用該抗蝕劑2的情況下，防止鉻沉積至該光罩基材1的下表面及邊緣。根據(jù)此實施例，通過利用旋轉(zhuǎn)杯的設(shè)計，使該光罩基材l旋轉(zhuǎn)且以鉻活化劑噴灑該基材的上表面，同時并以氮氣從該光罩基材1的下表面吹拂，藉此防止鉻沉積至該光罩基材1的下表面及邊緣。
其次，該活化光罩基材1接著沉浸于無電極鉻電鍍?nèi)芤褐校藻兩弦槐〉你t層3。此無電極鉻電鍍制程將一直持續(xù)，直到所要的厚度大約1000形成為止。另一種方式，當(dāng)最初的無電極電鍍鉻層成長至一所要的厚度之后，一電鍍制程可被使用。
當(dāng)該光罩基材1上的鉻層3形成所要的厚度時，該抗蝕劑2從該光罩基材1上去除，接著再適當(dāng)?shù)那逑丛摴庹只?。然后，具有該鉻層3的該光罩基材1，暴露于一受控制環(huán)境下的氧化氣氛，以于該鉻層3上形成一抗反射層4。對該抗反射層4而言，包含氧、氮與碳至少其中之一的鉻材料將是合適的。這些例子包括氧化鉻(chromiumoxide)、氮化鉻(chromium nitride)、氮氧化鉻(chromium oxynitride)、碳氧化鉻(chromium oxycarbide)以及碳氮氧化鉻(chromium oxide nitridecarbide)，其中以碳氧化鉻與碳氮氧化鉻較佳。對該抗反射層4而言，具有合適厚度的氧化鉻為一有用的媒介，當(dāng)于圖案寫入期間，可通過從該光罩底側(cè)反射的激光束制造負干涉(negative interference)。較佳地，該反射膜的厚度寫入圖案的雷射波長的1/4，例如10到100納米(nm)厚，特別是20到40納米厚。
當(dāng)該反射層4相繼地形成之后，一光阻膜(resist film)5形成于該反射層4上(見圖5A)。接著該光阻膜5根據(jù)預(yù)先決定的圖案形成圖案(見圖5B)。其次，穿過該帶有圖案光阻膜5上的開口，干式蝕刻(dry-etched)或濕式蝕刻(wet-etched)該反射層4及該鉻層3(見圖5C)，隨后再將該光阻膜5去除以形成所要的光罩6(見圖5D)。于上述制程，光阻膜涂布、制作圖案(曝光及顯影)、干或濕式蝕刻以及光阻膜的去除，皆可以已知的方法完成。
上述的光罩6，具有顯著改善的表面平坦性，可接受對缺陷檢查與電路圖案檢查所做的高靈敏度探測，以及能夠精確地形成所要的微型圖案。所形成的光罩6，易與半導(dǎo)體電路以及相關(guān)元件整合。于是，本發(fā)明通過更廉價與更佳的可控制電鍍制程，提供一種新穎的制造光罩方法。本發(fā)明的優(yōu)點對于大面積的鉻光罩更為顯著。
雖然前述的描述及附圖以揭示本發(fā)明的實施例，必須了解到各種增添、修改和取代可能使用于本發(fā)明較佳實施例，而不會脫離如權(quán)利要求范圍所界定的本發(fā)明原理之精神及范圍。熟悉該技藝者將可體會本發(fā)明可能使用于很多形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例、材料、元件和元件的修改。因此，本文于此所揭示的實施例于所有觀點，應(yīng)被視為用以說明本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍應(yīng)由所述的權(quán)利要求范圍所界定，并涵蓋其合法均等物，并不限于先前的描述。
權(quán)利要求
1.一種鉻光罩制造方法，其特征是，包含步驟提供一光罩基材；鍍一層抗蝕劑于該光罩基材的下表面及邊緣；沉浸該具有該抗蝕劑之光罩基材于一無電極鉻電鍍活化劑中以活化其表面；無電極鉻電鍍該光罩基材以形成一鉻層于該光罩基材表面；去除該光罩基材上的該抗蝕劑；氧化該鉻層以形成一抗反射層；及于該抗反射層及該鉻層形成圖案以制成一光罩。
2.如權(quán)利要求1所述的鉻光罩制造方法，其特征是，包含步驟稍微烘烤該鍍有該抗蝕劑的光罩基材以增強兩者間的附著力以及趕出其中的溶劑。
3.如權(quán)利要求1所述的鉻光罩制造方法，其特征是，包含步驟當(dāng)最初的無電極電鍍鉻層成長之后，于該光罩基材上電鍍鉻。
4.如權(quán)利要求1所述的鉻光罩制造方法，其特征是，該抗反射層及該鉻層通過干式蝕刻法形成圖案以制成一光罩。
5.如權(quán)利要求1所述的鉻光罩制造方法，其特征是，該抗反射層及該鉻層通過濕式蝕刻法形成圖案以制成一光罩。
6.一種鉻光罩制造方法，其特征是，包含步驟提供一光罩基材；以一無電極鉻電鍍活化劑活化該光罩基材以活化其表面；無電極鉻電鍍該光罩基材以形成一鉻層于該光罩基材表面；氧化該鉻層以形成一抗反射層；及于該抗反射層及該鉻層形成圖案以制成一光罩。
7.如權(quán)利要求6所述的鉻光罩制造方法，其特征是，包含步驟當(dāng)最初的無電極電鍍鉻層成長之后，于該光罩基材上電鍍鉻。
8.如權(quán)利要求6所述的鉻光罩制造方法，其特征是，該抗反射層及該鉻層通過干式蝕刻法形成圖案以制成一光罩。
9.如權(quán)利要求6所述的鉻光罩制造方法，其特征是，該抗反射層及該鉻層通過濕式蝕刻法形成圖案以制成一光罩。
10.如權(quán)利要求6所述的鉻光罩制造方法，其特征是，該光罩基材通過旋轉(zhuǎn)活化并且以一鉻活化劑噴灑該光罩基材的上表面，同時并以氮氣從該光罩基材下表面吹拂。
11.一種鉻光罩制造方法，其特征是，包含步驟以一無電極鉻電鍍活化劑活化一光罩基材；無電極鉻電鍍該光罩基材以形成一鉻層于該光罩基材表面；當(dāng)最初的無電極電鍍鉻層成長之后，于該光罩基材上電鍍鉻；氧化該鉻層以形成一抗反射層；及于該抗反射層及該鉻層形成圖案以制成一光罩。
12.如權(quán)利要求11所述的鉻光罩制造方法，其特征是，該抗反射層及該鉻層通過干式蝕刻法形成圖案以制成一光罩。
13.如權(quán)利要求11所述的鉻光罩制造方法，其特征是，該抗反射層及該鉻層通過濕式蝕刻法形成圖案以制成一光罩。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種鉻光罩制造方法。一光罩基材以活化劑活化其上表面，以用于無電極鉻電鍍。其次，該活化光罩基材接著沉浸于無電極鉻電鍍?nèi)芤褐?，以鍍上薄的鉻層，此無電極鉻電鍍制程將一直持續(xù)到所要的厚度形成為止。較佳地，當(dāng)最初的無電極電鍍鉻層成長至所要的厚度之后，一電鍍制程可被使用。接著，將具有鉻層的該光罩基材暴露于氧化環(huán)境，以于該鉻層上形成一抗反射層。之后，一光阻膜形成于該反射層上。接著該光阻膜根據(jù)預(yù)先決定的圖案形成圖案。其次，穿過該帶有圖案光阻膜上的開口，干式蝕刻或濕式蝕刻該反射層及該鉻層，隨后再將該光阻膜去除以形成所要的光罩。
文檔編號G03F7/20GK1749852SQ20051000820
公開日2006年3月22日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者蔡晴夫 申請人:盟圖科技股份有限公司