[發明專利]灰階光掩膜與制作方法以及以灰階光掩膜形成溝渠方法

有效

• 申請號: 201210204320.X
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103513508A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 程石良;陳琮瑜
• 申請（專利權）人: 欣興電子股份有限公司
• 主分類號: G03F1/44
• 分類號: G03F1/44
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發涉及了一種光掩膜的結構與其形成方法，特別來說，涉及一種準分子激光灰階光掩膜的結構與其形成方法。

背景技術

在現代的信息社會中，由集成電路(integrated?circuit，IC)所構成的微處理系統早已被普遍運用在生活的各個層面，例如自動控制的家電用品、行動通訊設備、電子計算器等，都有集成電路的使用。而隨著科技的日益精進，以及人類社會對電子產品的各種想象，使得集成電路也往更多元、更精密、更小型的方向發展。

在半導體工藝中，為了將集成電路的圖案順利地轉移到半導體芯片上，必須先將電路圖案設計于一光掩膜(photomask)布局圖上，之后依據光掩膜布局圖所輸出的光掩膜圖案(photomask?pattern)來制作一光掩膜，再通過光刻工藝將光掩膜上的圖案轉移到該半導體芯片上。目前發展出一種嶄新的圖案化技術，稱為準分子激光。準分子激光的英文是Excimer?Laser，而Excimer這個字是Excited?Dimer的合并，即是被激發的二聚物。準分子激光的原理是以高壓電流施加在混合氣體中，以短暫的激發混合氣體中的元素，以形成高能的不穩定二聚物。這個二聚物隨即放出激光，此激光即可在半導體組件燒蝕出圖案化的組件。

在現有的準分子激光中，仍有許多問題需要克服，其中最顯著的是“折射角極限(refractive?angle?limitation)”以及“煙柱效應(plume?effect)”。請參考圖1，所示為現有技術中折射角極限影響燒蝕深度的示意圖。如圖1所示，激光100在穿過光掩膜102時會產生一折射現象，然后在基板104聚焦進行燒蝕。而隨著目標線路越來越細(圖1中越左邊代表線寬越細)，其形成的溝渠形狀也會由U型溝渠逐漸變成V型溝渠。在一些較細線路的圖形中，當燒蝕深度在激光100兩側相交點以下時(如圖1的A點)，激光100難以聚焦而造成燒蝕速度緩慢，常需要增加燒蝕時間才可以達到預定的深度，但這往往會影響其它粗線路圖形的深度。

另一方面，在較大尺寸的線路中，圖形深度常常會被煙柱效應所影響。煙柱效應是指在大面積或者粗線路的圖形中，進行燒蝕時在界面上會產生大量的微粉屑，這些微粉屑會吸收一部份的激光能量，使得燒蝕的速率降低，因此造成圖形深度不足。

因此，無論是“煙柱效應”或者是“折射角極限”都會使得產生的燒蝕深度不符合原先的設計，故會降低元件的質量，而成了一個亟欲解決的問題。

發明內容

本發明提出了一種灰階光掩膜(Gray-Tone?mask，又叫灰色調光掩膜)以及其形成方法。利用本發明的灰階光掩膜，可以形成深度一致的圖形線路。

根據本發明的一個實施方式，本發明提供了一種灰階光掩膜，包含有一第一圖案以及一第二圖案。第一圖案具有一第一線寬，第二圖案具有一第二線寬，其中第二圖案具有一灰階密度。

根據本發明的另外一個實施方式，本發明提供了一種灰階光掩膜的形成方法。首先提供一基底，并提供一光掩膜，光掩膜具有一第一圖形具有一第一線寬，以及一第二圖形具有一第二線寬。接著以光掩膜進行一直接激光燒蝕工藝，以在基底中形成一第一溝渠對應第一圖形并具有一第一深度，以及一第二溝渠對應第二圖形并具有一第二深度。最后提供一灰階光掩膜，灰階光掩膜具有第一圖形以及第二圖形，其中第二圖形具有一灰階密度。

根據本發明的另外一個實施方式，本發明還提供了一種在基底上形成溝渠的方法。首先以前述方法形成一灰階光掩膜后，接著以灰階光掩膜進行另一直接激光燒蝕工藝，以在另一基底中形成一第四溝渠對應第一圖形，以及一第五溝渠對應第二圖形，其中第四溝渠以及第五溝渠都具有一預定深度。

本發明提出的灰階光掩膜與其形成方法，是通過量測形成溝渠深度來進行灰階圖形的補償，可以有效排除煙柱效應、折射角極限，或其它因子的影響。

附圖說明

圖1所示為現有技術中折射角極限影響燒蝕深度的示意圖。

圖2至圖5所示為本發明一種制作灰階光掩膜的步驟示意圖。

圖6所示為本發明另一實施例中灰階光掩膜的示意圖。

圖7所示為本發明又一實施例中灰階光掩膜的示意圖。

圖8所示為本發明回歸步驟的表示圖。

其中，附圖標記說明如下：

100???激光?????????310c??第十溝渠

102???光掩膜???????312c??第十一溝渠

104???基板?????????314c??第十二溝渠