[发明专利]亚微米级掩模版的制造方法

说明书

本发明提供了一种亚微米级掩模版的制造方法，包括：提供第一基底；在所述第一基底上形成牺牲层；在所述牺牲层上形成金属层；通过聚焦离子束扫描在金属层上形成掩膜图形；通过粘合层将第二基底固定在形成有掩膜图形的金属层的上面；除去所述牺牲层和所述第一基底；通过聚焦离子束对所述掩膜图形进行修正。在本发明提供的亚微米级掩模版的制造方法中，聚焦离子束分别从金属层的相对两侧加工掩膜图形，从而改善了亚微米级掩模版的掩膜质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种亚微米级掩模版的制造方法。

背景技术

半导体集成电路制作过程通常需要经过多次光刻工艺，而掩模版是光刻工艺中必不可少的材料，掩模质量的优劣直接影响到光刻工艺的质量，进而影响半导体器件或集成电路的电学性能、可靠性和芯片成品率。因此，掩模质量应当作为光刻工艺分析和生产质量控制的重要影响因素之一，加以特别的关注和研究。

随着集成电路工艺技术的迅速发展，图形线宽越来越细，从80年代的1微米线宽已经进入亚微米线宽，相应的，光刻及掩模技术越来越复杂，对掩模的制造工艺的要求也越来越高。目前，主要大规模生产中广泛使用的是缩小投影光刻技术，即将放大n倍的图形缩小投影到光刻胶上，之后通过曝光转印图形，可见，掩模版上图形尺度为目标图形尺度的n倍。缩小投影光刻技术能够提高分辨率，而且掩膜板的制作更加容易，同时降低掩膜板上的缺陷对光刻的影响。

目前生产中常用的光掩模版图形的特征尺度为几百纳米量级，但是，随着集成度的提高，亚微米级（一百纳米及以下的）掩模版的需求也在不断增多，特别是在纳米压印、分子自组装等前沿领域，亚微米级（一百纳米及以下）掩模版具有不可替代的作用。由于纳米压印的特殊性，比如压紧和脱模过程需接触掩模版，压印材料自身有一定形变等，在图形结构深度、线条陡直度、线条光滑度和结构均匀性等掩模质量提出了更为严苛的要求。

一百纳米及以下尺度的图形结构一般采用聚焦离子束直写方式进行制备，其基本的工作原理是：带电粒子加速后经磁透镜聚焦汇聚为一束，作用在有一定厚度的金属层上，利用高速粒子的物理轰击作用直接在金属层上形成图形。该方式具有加工方便、过程直观、精度高、便于监控等特点。

然而，采用聚焦离子束直写方式由于采用高速粒子直接物理轰击去除金属，工艺过程中不但对所采用的离子种类、着陆速度等都有严格要求，而且还存在离子束聚焦点的最小焦斑尺寸变大的问题。由于聚焦离子束（FIB）轰击致密结构（如金属）时，需要非常大的能量，因此需要调大加速电压或者提高束流以形成高速粒子，这使得聚焦离子束（FIB）的最小焦斑尺寸变大。同时，由于聚焦离子束（FIB）经磁透镜汇聚形成的束腰是具有一定几何形态的，在空间上造成了聚焦离子束（FIB）无法深入细小结构的底部。因此，在掩膜加工过程中聚焦离子束聚焦无法扫描到一些细小结构的底部的，造成金属残留，金属线条不连续、金属线条的边缘光滑度低、陡直度差等缺点。

比如，采用聚焦离子束直写方式制成密集光栅，可以发现金属线条存在线条不连续、边缘光滑度低、陡直度差等缺点，同时，由于金属掩蔽层相对较厚，离子束无法深入金属掩蔽层的底部，金属掩蔽层无法被刻除干净，影响了光场的对比度。请参考图1，其为现有技术中采用聚焦离子束直写方式制成的亚微米级掩模版的截面图。如图1所示，采用聚焦离子束直写方式制成光栅周期为100nm，特征尺度为50nm的密集光栅时，玻璃衬底10上形成有50nm厚的金属掩蔽层11，所述金属掩蔽层11采用的材料为金属Cr，聚焦离子束（FIB）轰击金属掩蔽层11形成金属线条12，在此过程中由于金属掩蔽层11比较厚，离子束无法深入金属掩蔽层11的底部，造成了金属13残留。由于残留的金属会阻挡一部分光，因此会降低了光场的对比度，影响光刻效果。

可见，采用聚焦离子束直写方式所制成的亚微米级掩模版存在图形结构深度不够、线条光滑度和陡直度差等问题，影响了亚微米级掩模版的掩膜质量，掩膜质量不好必然导致光刻效果差。因此，如何提高现有技术中亚微米级掩模版的掩膜质量已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容