[发明专利]光罩的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，尤其涉及一种光罩的制作方法。

背景技术

光罩工艺，也称掩膜工艺是半导体制造中的一个重要流程。应用在晶圆制造领域的光罩类型主要是二进制强度光罩及衰减式相位移光罩。

二进制强度光罩的制作过程包括，提供一石英基板，在此石英基板上形成一层金属层，然后在金属层上形成一层光刻胶，经曝光显影后形成图案化的光刻胶层，之后再以图案化的光刻胶层为掩膜，经由干蚀刻或者湿蚀刻制程蚀刻金属层。将光阻层完全移除之后，加上一透明的保护膜，便完成了二进制强度光罩的制作。

随着半导体元件尺寸的缩小，一般都会使用狭缝型光罩，狭缝型光罩所造成的绕射效应较大，影响光阻的曝光均匀度，在显影后往往会产生不必要的光阻残留，而衰减式相位移光罩可同时解决曝光不均匀与精度不高的问题。

另外，众所周知的，蚀刻具有两种基本方式：一种为干法蚀刻，另一种为湿法蚀刻。由于干法蚀刻采用物理式撞击，为非等向性蚀刻，因此可以获得良好的尺寸控制，可以实现细微图形的转换，能够满足半导体制造工艺中越来越严格的关键尺寸(CD，Critical Dimension)要求，逐渐成为亚微米及以下尺寸的首选蚀刻方式。

参见图1，衰减式相位移光罩的制作过程包括：

S101，提供一透明基板，在基板上形成相位偏移层，在相位偏移层上形成光阻层。

S102，在光阻层上旋涂光刻胶，经曝光显影，形成图案化的光刻胶层；为了确保最后需要的相位偏移层的关键尺寸的精度，可以对图案化的光刻胶层进行关键尺寸(ADI，After Develop CD Measurement)的测量，若测得的关键尺寸比该工艺预定值偏小较多，必要时可以根据经验进行补充蚀刻。

S103，以图案化的光刻胶层为掩膜，干法或者湿法蚀刻光阻层，形成图案化的光阻层；为了确保最后需要的相位偏移层的关键尺寸的精度，可以对图案化的光刻胶层进行关键尺寸(AEI，After Etch CD Measurement)的测量(间接反应光阻层的关键尺寸)，若测得的关键尺寸比该工艺预定值偏小较多，必要时可以根据经验进行补充蚀刻。

S104，移除光刻胶层。为了确保最后需要的相位偏移层的关键尺寸的精度，此时可以对暴露的图案化的光阻层再进行关键尺寸(ASI，After Strip CD Measurement)的测量，若测得的关键尺寸比该工艺预定值偏小较多，必要时可以根据经验进行补充蚀刻，此时的补充蚀刻会造成光阻层变薄，但变薄比例较小，而且光阻层最终是要被除去的，因此对后续的工艺没有影响。

S105，以图案化的光阻层为掩膜，干法蚀刻相位偏移层。干法蚀刻可以获得良好的尺寸控制，可以实现细微图形的转换。该工艺之后，所得到的图案化的相位偏移层的特征尺寸即是最终特征尺寸。此时若经过测量发现相位偏移层的特征尺寸比预定值偏小，则只能改变前道工艺的尺寸，全部重新制作，因为此时如果再对光阻层、相位偏移层进行补充蚀刻以期望达到扩大相位偏移层关键尺寸的目的，则离子自由基势必会对基板造成更深入蚀除，造成光罩的损坏。参见图2，显示了对光阻层、相位偏移层进行补充蚀刻的后果，其中10、基板，11、相位偏移层，12、光阻层。

S106，去除光阻层，加上一透明的保护膜，完成制作。

关于更多的衰减式相位移光罩的制作过程还可以参考公开号为CN1740909A的中国发明专利“光罩及其制造方法”。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改良的衰减式相位移光罩的制作方法，以克服现有技术中以图案化的光阻层为掩膜，干法蚀刻相位偏移层之后，经过测量发现相位偏移层的特征尺寸比预定值偏小，不能再进行补充蚀刻以使得相位偏移层的特征尺寸满足要求的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下衰减式相位移光罩的制作方法：

提供透明基板，在基板上形成相位偏移层，在相位偏移层上形成光阻层；

在光阻层上形成图案化的光刻胶层；

以图案化的光刻胶层为掩膜，蚀刻光阻层，形成图案化的光阻层；

以图案化的光阻层为掩膜，干法蚀刻相位偏移层；

得到相位偏移层的特征尺寸，比较相位偏移层的特征尺寸值相比预定值的偏小量，采用湿法蚀刻法对相位偏移层进行再蚀刻；

去除光阻层，加上透明的保护膜，完成制作。