本發(fā)明涉及一種光掩模及其制造方法，且特別是涉及一種相移式光掩模及其制造方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制作工藝中，光刻技術(shù)扮演著舉足輕重的角色，無(wú)論是在蝕刻、摻雜等制作工藝都需通過(guò)光刻制作工藝來(lái)達(dá)成。然而，在光刻制作工藝中，曝光的分辨率(resolution)是光刻品質(zhì)的重要指標(biāo)。相移式光掩模(phaseshiftmask，psm)的光刻技術(shù)，即是為了獲得較佳的分辨率而發(fā)展出的一種技術(shù)。

即使在使用相移式光掩模的情況下，由于孤立區(qū)(isolationregion)中的圖案較為疏松，所以容易產(chǎn)生聚焦深度寬容度(dofwindow)不足的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致圖案轉(zhuǎn)移能力不佳。因此，業(yè)界發(fā)展出一種具有次解析輔助圖案(sub-resolutionassistantfeature，sraf)的相移式光掩模來(lái)解決聚焦深度寬容度不足的問(wèn)題。

然而，由于次解析輔助圖案的設(shè)計(jì)受到空間的限制，因此并非光掩模上的任意圖案都可以加上次解析輔助圖案來(lái)增加聚焦深度寬容度。此外，次解析輔助圖案也存在會(huì)產(chǎn)生側(cè)葉(sidelobe)的問(wèn)題。

因此，如何進(jìn)行一步地提升相移式光掩模的聚焦深度寬容度仍是目前業(yè)界亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種相移式光掩模，其可具有較大的聚焦深度寬容度。

本發(fā)明提供一種相移式光掩模的制造方法，其所制作出的相移式光掩?？删哂休^佳的圖案轉(zhuǎn)移能力。

本發(fā)明提出一種相移式光掩模，包括基板、相移層與透明層。相移層設(shè)置于基板上，且具有開(kāi)口。透明層設(shè)置于開(kāi)口中。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模中，相移層的材料 例如是金屬硅化物、金屬氟化物、金屬硅氧化物、金屬硅氮化物、金屬硅氮氧化物、金屬硅碳氧化物、金屬硅碳氮化物、金屬硅碳氮氧化物、合金薄層、金屬薄層或其組合。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模中，透明層的消光系數(shù)例如是0。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模中，透明層的折射率例如是大于1。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模中，透明層例如是具有平坦的表面。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模中，透明層的高度可高于、等于或低于相移層的高度。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模中，透明層的材料例如是交聯(lián)材料或二氧化硅。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模中，交聯(lián)材料例如是混合有機(jī)硅氧烷聚合物(hybridorganicsiloxanepolymer，hosp)、甲基硅倍半氧化物(methylsilsesquioxane，msq)或氫硅倍半氧化物(hydrogensilsesquioxane，hsq)。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模中，可用于形成孤立區(qū)(isolationregion)中的圖案。

本發(fā)明提出一種相移式光掩模的制造方法，包括下列步驟。在基板上形成相移層，其中相移層具有開(kāi)口。在開(kāi)口中形成透明層。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，透明層的消光系數(shù)例如是0。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，透明層的折射率例如是大于1。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，透明層的形成方法包括下列步驟。在相移層上形成透明材料層，且透明材料層填入開(kāi)口中。對(duì)位于開(kāi)口的區(qū)域內(nèi)的透明材料層進(jìn)行局部照射制作工藝，使得位于開(kāi)口的區(qū)域內(nèi)的透明材料層的交聯(lián)程度大于位于開(kāi)口的區(qū)域外的透明材料層的交聯(lián)程度。通過(guò)顯影制作工藝移除未進(jìn)行局部照射制作工藝的透明材料層。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，未進(jìn)行局部照射制作工藝的透明材料層的成份中的鍵結(jié)結(jié)構(gòu)例如是籠狀結(jié)構(gòu)，且進(jìn)行局部照射制作工藝的透明材料層的成份中的鍵結(jié)結(jié)構(gòu)例如是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，局部照射制作工藝?yán)缡请娮邮丈渲谱鞴に嚒?/p>

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，透明層的形成方法包括下列步驟。在相移層上形成透明材料層，且透明材料層填入開(kāi)口中。在開(kāi)口上方的透明材料層上形成圖案化光致抗蝕劑層。移除未被圖案化光致抗蝕劑層所覆蓋的透明材料層。移除圖案化光致抗蝕劑層。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，還包括在形成圖案化光致抗蝕劑層之前，對(duì)透明材料層進(jìn)行平坦化制作工藝。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，平坦化制作工藝?yán)缡腔瘜W(xué)機(jī)械研磨制作工藝。

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，在用以形成圖案化光致抗蝕劑層的光刻制作工藝中，所進(jìn)行的曝光制作工藝?yán)缡蔷植空丈渲谱鞴に嚒?/p>

依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的相移式光掩模的制造方法中，局部照射制作工藝?yán)缡请娮邮丈渲谱鞴に嚒?/p>

基于上述，在本發(fā)明所提出的相移式光掩模及其制造方法中，由于透明層設(shè)置于相移層的開(kāi)口中，且透明層可降低曝光光線的衰減幅度，因此相移式光掩?？删哂休^大的聚焦深度寬容度，進(jìn)而可具有較佳的圖案轉(zhuǎn)移能力。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的相移式光掩模的剖視圖；

圖2a至圖2c為圖1的相移式光掩模的制造流程剖視圖；

圖3a至圖3d為圖1的相移式光掩模的另一種制造流程剖視圖。

符號(hào)說(shuō)明

100：相移式光掩模

102：基板

104：相移層

106：透明層

106a、106b、106c：透明材料層

108：開(kāi)口

110：圖案化光致抗蝕劑層

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的相移式光掩模的剖視圖。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，相移式光掩模100包括基板102、相移層104與透明層106?；?02例如是透明基板?；?02的材料例如是石英。相移式光掩模100可用于形成孤立區(qū)中的圖案。相較于密集區(qū)(denseregion)，孤立區(qū)中的圖案較為疏松。

相移層104設(shè)置于基板102上，且具有開(kāi)口108。開(kāi)口108的圖案例如是后續(xù)制作工藝中用以形成孤立區(qū)中的接觸窗開(kāi)口(contacthole)的圖案。開(kāi)口108可暴露出基板102。相移層104的材料例如是金屬硅化物、金屬氟化物、金屬硅氧化物、金屬硅氮化物、金屬硅氮氧化物、金屬硅碳氧化物、金屬硅碳氮化物、金屬硅碳氮氧化物、合金薄層、金屬薄層或其組合。相移層412的透光率例如是4％至20％。在此實(shí)施例中，相移層104的材料是以硅化鉬為例且相移層104的透光率是以6％為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

透明層106設(shè)置于開(kāi)口108中。透明層106可降低曝光光線的衰減幅度，以提高相移式光掩模100的聚焦深度寬容度。透明層106的消光系數(shù)例如是0(亦即，透光率為100％)。透明層106的折射率例如是大于1。透明層106例如是具有平坦的表面，以使得透明層106具有更佳的光學(xué)特性。透明層106的高度可高于、等于或低于相移層104的高度。在此實(shí)施例中，透明層106的高度是以高于相移層104的高度為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。透明層106的材料例如是交聯(lián)材料或二氧化硅等透明材料。交聯(lián)材料例如是混合有機(jī)硅氧烷聚合物(hosp)、甲基硅倍半氧化物(msq)或氫硅倍半氧化物(hsq)。

基于上述實(shí)施例可知，在相移式光掩模100中，由于透明層106設(shè)置于相移層104的開(kāi)口108中，且透明層106可降低曝光光線的衰減幅度，因此 相移式光掩模100可具有較大的聚焦深度寬容度，進(jìn)而可具有較佳的圖案轉(zhuǎn)移能力。

接著，以圖2a至圖2c的實(shí)施例以及圖3a至圖3f的實(shí)施例為例來(lái)說(shuō)明相移式光掩模100的制造方法，但相移式光掩模100的制造方法并不以此為限。

圖2a至圖2c為圖1的相移式光掩模的制造流程剖視圖。

請(qǐng)參照?qǐng)D2a，在基板102上形成相移層104，其中相移層104具有開(kāi)口108。相移層104的材料與透光率已于圖1的實(shí)施例中進(jìn)行詳盡地說(shuō)明，故于此不再贅述。相移層104的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法。開(kāi)口108的形成方法例如是對(duì)相移層104進(jìn)行圖案化制作工藝。

在相移層104上形成透明材料層106a，且透明材料層106a填入開(kāi)口108中。在此實(shí)施例中，透明材料層106a的材料是以交聯(lián)材料為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。交聯(lián)材料例如是混合有機(jī)硅氧烷聚合物(hosp)、甲基硅倍半氧化物(msq)或氫硅倍半氧化物(hsq)。透明材料層106a的形成方法例如是旋轉(zhuǎn)涂布法。

請(qǐng)參照?qǐng)D2b，對(duì)位于開(kāi)口108的區(qū)域內(nèi)的透明材料層106a進(jìn)行局部照射制作工藝，而形成透明材料層106b。通過(guò)局部照射制作工藝，可使得位于開(kāi)口108的區(qū)域內(nèi)的透明材料層106b的交聯(lián)程度大于位于開(kāi)口108的區(qū)域外的透明材料層106a的交聯(lián)程度。局部照射制作工藝?yán)缡请娮邮丈渲谱鞴に嚒?/p>

在此實(shí)施例中，透明材料層106a的成份中的鍵結(jié)結(jié)構(gòu)是以籠狀結(jié)構(gòu)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在此情況下，在進(jìn)行局部照射制作工藝之后，未進(jìn)行局部照射制作工藝的透明材料層106a的成份中的鍵結(jié)結(jié)構(gòu)例如是籠狀結(jié)構(gòu)，且進(jìn)行局部照射制作工藝的透明材料層106b的成份中的鍵結(jié)結(jié)構(gòu)例如是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

請(qǐng)參照?qǐng)D2c，通過(guò)顯影制作工藝移除未進(jìn)行局部照射制作工藝的透明材料層106a，而通過(guò)透明材料層106b在開(kāi)口108中形成透明層106，以制作出相移式光掩模100。透明層106的消光系數(shù)例如是0。透明層106的折射率例如是大于1。

詳言之，在進(jìn)行顯影制作工藝的過(guò)程中，可通過(guò)顯影劑移除交聯(lián)程度較低的透明材料層106a，而留下交聯(lián)程度較高的透明材料層106b。此外，顯影制作工藝所使用的顯影劑會(huì)因透明材料層106a的材料而有所不同。舉例 來(lái)說(shuō)，當(dāng)透明材料層106a的材料為混合有機(jī)硅氧烷聚合物(hosp)時(shí)，可選擇乙酸丙酯(propylacetate)作為顯影劑。當(dāng)透明材料層106a的材料為甲基硅倍半氧化物(msq)時(shí)，可選擇酒精作為顯影劑。當(dāng)透明材料層106a的材料為氫硅倍半氧化物(hsq)時(shí)，可選擇氫氧化四甲基銨(tmah)作為顯影劑。

基于上述實(shí)施例可知，通過(guò)上述方法可簡(jiǎn)易地制作出相移式光掩模100，且通過(guò)將透明層106設(shè)置于相移層104的開(kāi)口108中，能降低曝光光線的衰減幅度，因此可使得相移式光掩模100具有較大的聚焦深度寬容度，進(jìn)而可具有較佳的圖案轉(zhuǎn)移能力。

圖3a至圖3d為圖1的相移式光掩模的另一種制造流程剖視圖。

請(qǐng)參照?qǐng)D3a，在基板102上形成相移層104，其中相移層104具有開(kāi)口108。相移層104的材料與透光率已于圖1的實(shí)施例中進(jìn)行詳盡地說(shuō)明，故于此不再贅述。相移層104的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法。開(kāi)口108的形成方法例如是對(duì)相移層104進(jìn)行圖案化制作工藝。

在相移層104上形成透明材料層106c，且透明材料層106c填入開(kāi)口108中。透明材料層106c的材料例如是二氧化硅等透明材料。透明材料層106c的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或旋轉(zhuǎn)涂布法。在此實(shí)施例中，透明材料層106c的材料是以二氧化硅為例且形成方法是以化學(xué)氣相沉積法為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

請(qǐng)參照?qǐng)D3b，可選擇性地對(duì)透明材料層106c進(jìn)行平坦化制作工藝，由此可使得透明材料層106c具有平坦的表面。平坦化制作工藝?yán)缡腔瘜W(xué)機(jī)械研磨制作工藝。

請(qǐng)參照?qǐng)D3c，在開(kāi)口108上方的透明材料層106c上形成圖案化光致抗蝕劑層110。圖案化光致抗蝕劑層110的材料可為正光致抗蝕劑材料或負(fù)光致抗蝕劑材料。圖案化光致抗蝕劑層110例如是通過(guò)進(jìn)行光刻制作工藝而形成。在用以形成圖案化光致抗蝕劑層的光刻制作工藝中，所進(jìn)行的曝光制作工藝?yán)缡蔷植空丈渲谱鞴に?。局部照射制作工藝?yán)缡请娮邮丈渲谱鞴に?。此外，所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可基于光致抗蝕劑材料的選擇(如，正光致抗蝕劑材料或負(fù)光致抗蝕劑材料)，而對(duì)應(yīng)調(diào)整局部照射制作工藝所照射的區(qū)域，故于此不再贅述。

請(qǐng)參照?qǐng)D3d，移除未被圖案化光致抗蝕劑層110所覆蓋的透明材料層106c，而在開(kāi)口108中形成透明層106。透明層106的消光系數(shù)例如是0。 透明層106的折射率例如是大于1。未被圖案化光致抗蝕劑層110所覆蓋的透明材料層106c的移除方法例如是干式蝕刻法。

移除圖案化光致抗蝕劑層110，以制作出相移式光掩模100。圖案化光致抗蝕劑層110的移除方法例如是干式去光致抗蝕劑法或濕式去光致抗蝕劑法。

基于上述實(shí)施例可知，通過(guò)上述方法可簡(jiǎn)易地制作出相移式光掩模100，且通過(guò)將透明層106設(shè)置于相移層104的開(kāi)口108中，能降低曝光光線的衰減幅度，因此可使得相移式光掩模100具有較大的聚焦深度寬容度，進(jìn)而可具有較佳的圖案轉(zhuǎn)移能力。

綜上所述，在上述實(shí)施例所提出的相移式光掩模及其制造方法中，可通過(guò)設(shè)置于相移層的開(kāi)口中的透明層來(lái)降低曝光光線的衰減幅度，以提高相移式光掩模的聚焦深度寬容度，進(jìn)而可提升圖案轉(zhuǎn)移能力。

雖然結(jié)合以上實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。