[發明專利]相移式光掩模及其制作方法

有效

• 申請號: 201711306818.6
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109828432B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 賴義凱
• 申請（專利權）人: 力晶積成電子制造股份有限公司
• 主分類號: G03F1/26
• 分類號: G03F1/26
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種相移式光掩模及其制作方法。該相移式光掩模用于在曝光制作工藝中轉移一布局圖。相移式光掩模包括一基板與一圖案化相移層。圖案化相移層設置于基板上并具有至少一元件圖案開口與多個虛設圖案開口，元件圖案開口與虛設圖案開口暴露出基板表面，且虛設圖案開口環設于元件圖案開口的周圍。圖案化相移層具有一預定厚度，使得曝光制作工藝中通過圖案化相移層的曝光光束與通過元件圖案開口或者虛設圖案開口的曝光光束相位差為180度，并且圖案化相移層的光線穿透率為100％。

技術領域

本發明涉及一種光掩模及其制作方法，尤其是涉及一種相移式光掩模及其制作方法。

背景技術

一般半導體元件需經由繁復的半導體制作工藝所完成，其中芯片上的各種電路布局則需以多道光刻制作工藝加以定義形成。在光刻制作工藝中，曝光的分辨率(resolution)是光刻品質的重要指標，而相移式光掩模(phase shift mask，PSM)即是為了提高光刻制作工藝的分辨率而發展出的一種光掩模。然而，在現有制作相移式光掩模的方法中，主要以鉬硅(MoSi)材料制作相移層，其必須包括多道蝕刻制作工藝，在制作過程中難以避免這些蝕刻制作工藝對基板表面或相移層造成的傷害，使得光掩模上圖案的特征尺寸(critical dimensions，CD)均勻度(uniformity)下降。此外，現有相移式光掩模中的鉬硅材料的光線穿透率只有6％左右，因此分辨率較低，也存在有側葉效應(side lobeeffect)，亦即在曝光制作工藝中，例如接觸洞等電路圖案的鄰近處會被曝出原來布局圖上所沒有的缺陷圖案。因此，提高光刻制作工藝分辨率并減少側葉效應仍為目前業界亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種相移式光掩模及其制作方法，以提高光刻制作工藝分辨率并減少側葉效應。

為達上述目的，本發明提供一種相移式光掩模，用于在曝光制作工藝中轉移一布局圖。本發明提供的相移式光掩模包括一基板與一圖案化相移層。圖案化相移層設置于基板上并具有至少一元件圖案開口與多個虛設圖案開口，元件圖案開口與虛設圖案開口暴露出基板表面，且虛設圖案開口環設于元件圖案開口的周圍。其中圖案化相移層具有一預定厚度，使得曝光制作工藝中通過圖案化相移層的曝光光束與通過元件圖案開口或者虛設圖案開口的曝光光束相位差為180度，并且圖案化相移層的光線穿透率為100％。其中該至少一元件圖案開口對應于該布局圖的至少一元件圖案，并且于該曝光制作工藝中轉移至一目標基底上。

本發明另提供一種相移式光掩模的制作方法，其應用于經由一曝光制作工藝以轉移一布局圖，且布局圖包括至少一元件圖案。相移式光掩模的制作方法包括在一基板上形成具有一預定厚度的一相移層，然后于基板上定義出至少一預定元件區域、多個虛設圖案區域與一背景區域，其中預定元件區域對應于布局圖的元件圖案。接著對相移層進行一局部照射制作工藝，以一能量束照射相移層，其中能量束照射背景區域而不照射預定元件區域與虛設圖案區域。然后圖案化相移層，移除預定元件區域與虛設圖案區域內的部分相移層并保留背景區域內的部分相移層，以于相移層中形成至少一元件圖案開口與多個虛設圖案開口，其中元件圖案開口與虛設圖案開口暴露出基板表面。

本發明提供具有預定厚度的相移層制作相移式光掩模中的圖案化相移層，且本發明相移層材料具有100％光線穿透率的特性，并搭配虛設圖案開口的設計，可以有效提高光刻制作工藝的分辨率，改善側葉效應問題。再者，本發明在制作相移式光掩模的制作工藝中不需進行蝕刻制作工藝，可以避免現有光掩模制作中因蝕刻制作工藝而造成的光掩模缺陷。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的相移式光掩模欲轉移的布局圖的示意圖；

圖2至圖7為本發明的一實施例的相移式光掩模的制作方法示意圖；

圖8為本發明的相移式光掩模的制作方法的步驟流程圖；

圖9為本發明實施例將相移式光掩模應用于曝光制作工藝的示意圖；

圖10a、圖10b為本發明實施例的相移式光掩模的曝光成效示意圖。