一種光掩模制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光掩模的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體器件工藝中，光刻是特別重要的步驟。光刻的本質(zhì)就是將電路結(jié)構(gòu)復(fù)制 到以后要進(jìn)行刻蝕步驟的晶圓上。電路結(jié)構(gòu)首先以一定的比例將圖形形式制作在被稱為光 掩模的透明基板上，光源通過該光掩模將圖形轉(zhuǎn)移到晶圓的光刻膠，進(jìn)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。
[0003] 由此可見，在光刻步驟中，光源通過光掩模將圖形復(fù)制到晶圓襯底的光刻膠層。因 此，就需要在光掩模上制作圖形。目前主要的光掩模類型有二元式光掩模和衰減式相位偏 移光掩模兩種類型。
[0004] 然而，隨著光刻技術(shù)的發(fā)展，光刻圖形的特征尺寸（CD)變得越來越小，對(duì)圖形的辯 解區(qū)域的分辨率的要求也越來越高。由于光衍射現(xiàn)象，光掩模曝光到晶圓襯底時(shí)邊界區(qū)域 的清晰程度達(dá)不到要求，導(dǎo)致后續(xù)刻蝕不走出現(xiàn)偏差。
[0005] 1982年IBM研究實(shí)驗(yàn)室的Mar Levenson,等人發(fā)表了有關(guān)相移掩膜（Phase Shift Mask，PSM)技術(shù)理論的論文，1990年以來，相移掩膜研究成為熱門課題，與其他光刻技術(shù)的 發(fā)展一道，人們正把光刻技術(shù)極限推進(jìn)到0. 1微米，預(yù)料PSM技術(shù)有可能用于超大，特大和 巨大規(guī)模集成電路時(shí)代。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)的相移掩膜的制作步驟中包括兩次去Cr工藝，如圖1所示，第一步Sll 是通過刻蝕工藝在透明基板上形成具有掩模圖案的相移層和Cr層；第二步是通過濕法或 干法刻蝕工藝去除中間主圖區(qū)上的Cr層。該第二步去Cr的具體過程為：S12,在透明基板 上旋涂覆蓋所述Cr層的光刻膠，并利用進(jìn)行曝光和顯影技術(shù)去除主圖區(qū)Cr層上的光刻膠 以暴露出主圖區(qū)Cr層；S13,采用干法或濕法刻蝕工藝去除所述主圖區(qū)的Cr層，最后去除所 述光刻膠完成光掩模的制作。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)的第二步去Cr過程中，大多數(shù)采用的是濕法刻蝕工藝，但是濕法刻蝕 工藝存在嚴(yán)重的側(cè)蝕，使外圍區(qū)用于遮光的Cr也被刻蝕掉，造成光掩模制造精度降低； 而如果僅僅采用一次干法刻蝕進(jìn)行第二步去Cr,由于蝕刻前或刻蝕過程中存在由顆粒物 (particle)等原因，會(huì)造成干刻不完全，發(fā)生Cr殘留在相移層表面，導(dǎo)致需要重新啟動(dòng)機(jī) 臺(tái)進(jìn)行第二步去Cr工藝，這樣，不僅浪費(fèi)機(jī)臺(tái)資源，而且延長(zhǎng)產(chǎn)品制作周期，影響產(chǎn)品的交 期，進(jìn)而影響企業(yè)的信譽(yù)。
[0008] 因此，提供一種優(yōu)化的光掩模制作方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種光掩模制作方法，用 于解決現(xiàn)有技術(shù)去Cr工藝中出現(xiàn)Cr殘留的問題。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種光掩模制作方法，所述光掩模 制作方法至少包括步驟：
[0011] 1)提供具有主圖區(qū)和外圍區(qū)的透明基板，所述透明基板上依次形成有具有掩模圖 案的相移層及Cr層；
[0012] 2)在所述透明基板上旋涂覆蓋至所述Cr層表面的光刻膠，并利用曝光和顯影技 術(shù)去除主圖區(qū)Cr層上的光刻膠以暴露出主圖區(qū)Cr層；
[0013] 3)對(duì)步驟2)獲得的結(jié)構(gòu)進(jìn)行烘烤；
[0014] 4)采用干法刻蝕工藝對(duì)所述主圖區(qū)的Cr層進(jìn)行第一次刻蝕；
[0015] 5)采用清洗液沖洗步驟4)獲得的結(jié)構(gòu)；
[0016] 6)采用干法刻蝕工藝對(duì)所述主圖區(qū)的Cr層進(jìn)行第二次刻蝕，最后去除所述光刻 膠，完成光掩模的制作。
[0017] 作為本發(fā)明光掩模制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟3)中的烘烤工藝在烘烤 箱中進(jìn)行，所述烘烤溫度范圍設(shè)置為80~120°C，烘烤時(shí)間范圍為8~12分鐘。
[0018] 作為本發(fā)明光掩模制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟4)中的干法刻蝕采用 Cl2作為刻蝕氣體，所述刻蝕氣體的流量范圍為80~110毫升/分鐘，刻蝕時(shí)的射頻功率為 25~30兆赫茲，反應(yīng)腔壓力為3~10毫托，刻蝕時(shí)間為150~250秒。
[0019] 作為本發(fā)明光掩模制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述清洗液為去離子水。
[0020] 作為本發(fā)明光掩模制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述清洗液以200~500毫升/ 分鐘的流量沖洗所述步驟4)中的結(jié)構(gòu)，沖洗時(shí)間為60~80秒。
[0021] 作為本發(fā)明光掩模制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟6)中的干法刻蝕采用 Cl2作為刻蝕氣體，所述刻蝕氣體的流量范圍為80~110毫升/分鐘，刻蝕時(shí)的射頻功率為 25~30兆赫茲，反應(yīng)腔壓力為3~10毫托，刻蝕時(shí)間為150~250秒。
[0022] 作為本發(fā)明光掩模制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述透明基板為玻璃基板。
[0023] 作為本發(fā)明光掩模制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述相移層為MoSi。
[0024] 作為本發(fā)明光掩模制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟2)中旋涂光刻膠之前還 包括對(duì)所述透明基板、相移層及Cr層進(jìn)行清洗的步驟。
[0025] 如上所述，本發(fā)明的光掩模制作方法，包括步驟：提供具有主圖區(qū)和外圍區(qū)的透明 基板，所述透明基板上依次形成有具有掩模圖案的相移層及Cr層；在所述透明基板上旋涂 覆蓋所述Cr層的光刻膠，并利用曝光和顯影技術(shù)去除主圖區(qū)Cr層上的光刻膠以暴露出主 圖區(qū)Cr層；對(duì)上述獲得的結(jié)構(gòu)進(jìn)行烘烤；采用干法刻蝕工藝對(duì)所述主圖區(qū)的Cr層進(jìn)行第 一次刻蝕；采用清洗液對(duì)上述獲得的結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖洗；采用干法刻蝕工藝對(duì)所述主圖區(qū)的Cr 層進(jìn)行第二次刻蝕，最后去除所述光刻膠。本發(fā)明提供的光掩模的制作方法，顯影后先烘 烤，并把刻蝕改為兩次分步的干法刻蝕，兩次刻蝕中間添加一步清洗液沖洗步驟。顯影后的 烘烤可以提高光刻膠的強(qiáng)度，使后續(xù)進(jìn)行清洗液沖洗時(shí)光刻膠不容易被沖壞；而清洗液沖 洗步驟可以去除因蝕刻產(chǎn)生的副產(chǎn)物或蝕刻前帶來的顆粒；進(jìn)行兩次干法蝕刻可以提高主 圖區(qū)Cr層的去除率，避免Cr殘留。
【附圖說明】
[0026] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的光掩模制作方法流程示意圖。
[0027] 圖2為本發(fā)明的光掩模制作方法的流程示意圖。
[0028] 圖3a~3f為本發(fā)明的光掩模制作方法制作的結(jié)構(gòu)流程圖。
[0029] 元件標(biāo)號(hào)說明
[0030] Sll ~S13, S21 ~S26 步驟
[0031] 1 透明基板
[0032] 2 相移層
[0033] 3 Cr 層
[0034] 4 光刻膠
[0035] 5 顆粒
【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0037] 請(qǐng)參閱附圖。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明 的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形 狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布 局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0038] 本發(fā)明提供一種光掩模的在制作方法，如圖2所示，所述光掩模制作方法至少包 括以下步驟：
[0039] S21，提供具有主圖區(qū)和外圍區(qū)的透明基板，所述透明基板上依次形成有具有掩模 圖案的相移層及Cr層；
[0040] S22,在所述透明基板上旋涂覆蓋至所述Cr層表面的光刻膠，并利用曝光和顯影 技術(shù)去除主圖區(qū)Cr層上的光刻膠以暴露出主圖區(qū)Cr層；
[0041] S23,對(duì)步驟S22獲得的結(jié)構(gòu)進(jìn)行烘烤；
[0042] S24,采用干法刻蝕工藝對(duì)所述主圖區(qū)的Cr層進(jìn)行第一次刻蝕；
[0043] S25,采用清洗液沖洗步驟S24獲得的結(jié)構(gòu)；
[0044] S26,采用干法刻蝕工藝對(duì)所述主圖區(qū)的Cr層進(jìn)行第二次刻蝕，最后去除所述光 刻膠，完成光掩模的制作。
[0045] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的光掩模制作方法進(jìn)行具體的描述。
[0046] 首先執(zhí)行步驟S21，如圖3a所示，提供具有主圖區(qū)和外圍區(qū)的透明基板1，所述透 明基板1上依次形成有具有掩模圖案的相移層2及Cr層3。
[0047] 所述提供的透明基板1優(yōu)選為玻璃基板，當(dāng)然，也可以是其他合適的透明基板1， 所述透明基板1用作光掩模的透光層。
[0048] 所述相移層2形成在所述透明基板1表面。所述相移層2可采用透光率在5%~ 18%的材料，比如，硅化鑰（MoSi )、氮化硅鑰（MoSiN)或氮氧化硅鑰（MoSiON)等。本實(shí)施例 中，采用透光率為6%的MoSi作為相移層2。
[0049] 所述Cr層3是作為遮光層形成在所述相移層2上。
[0050] 所述相移層2的覆蓋厚度在500~1000埃左右，所述Cr層3的厚度范圍在400~ 1000埃范圍內(nèi)。本實(shí)施例中，所述相移層2厚度為900埃，所述Cr層3