專利名稱：：相移掩膜的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種掩膜的制作方法，且特別是有關于一種相移掩膜(PSM)的制作方法，可減少掩膜進行光刻的次數(shù)，并且形成精確的掩膜圖案。掩膜一般以透明平板為基底，在平板上形成不透明的線路來定義所需的圖案。透明平板一般由石英構(gòu)成，不透明線路則通過蝕刻鉻(Chrome)層定義出所需的電路圖案。以輻射光源發(fā)出的入射光照射掩膜，經(jīng)過掩膜的圖案遮蔽以及光繞射形成圖像，并且經(jīng)過投影系統(tǒng)將虛擬圖像投射在光阻層上。關于曝光技術其更進一步說明可參考pages274-276ofVLSITechnologyeditedbyS.M.Sze(1983)。然而，因為半導體元件的復雜度提高，相對地增加掩膜圖案的復雜度，使掩膜上的圖案更加密集，不透光區(qū)域之間的距離更加縮短，導致數(shù)值孔徑(NumericalAperture)降低。當數(shù)值孔徑減小，光穿透掩膜圖案時，會發(fā)生光繞射現(xiàn)象，這使得傳統(tǒng)光刻技術無法提升。隨著半導體尺寸的縮小，單位面積制作的元件數(shù)增加，制作半導體元件所需的平均成本逐漸降低，且亦增加生產(chǎn)效能。為了制作出更小的尺寸，需要更有用的曝光工具來獲得更高的分辨率與更深的聚焦深度。對于給定波長的固定光源，如何提升分辨率與聚焦深度便是一個相當困難的課題。在眾多解決方法之中，其中之一即是使用相移掩膜(Phaseshiftingmask，PSM)。PSM是在傳統(tǒng)的掩膜上制作相位移層，利用相位移層將入射光的相位延遲180度，相反于原來的入射光的相位，通常通過使用不同厚度或是不同折射率的透光層來達成，使穿透相位移層的入射光與鄰近的掩膜元件的入射光形成破壞性干涉，來形成導線圖案，并且藉此改善分辨率與聚焦深度。因此，如何再進一步地提升PSM的分辨率與聚焦深度，便是急待克服的技術課題。從一觀點，本發(fā)明提供一種相移掩膜的制作方法，至少包括下列步驟。首先在透明基板上依序形成不透光層與圖案化光阻層。接著在不透光層與圖案化光阻層上覆蓋一層掩膜層，然后去除部分掩膜層，剩下在圖案化光阻層側(cè)壁上的部分，并且暴露出底下的不透光層部分。之后去除不透光層的暴露部分以及底下的部分透明基板，在透明基板中形成相位移開口。然后去除圖案化光阻層以及底下的不透光層。從另一觀點，本發(fā)明提供一種相移掩膜的制作方法，此方法至少包括下列步驟。首先在透明基板上形成不透光層，接著在不透光層上形成圖案化光阻層。然后膨脹圖案化光阻層，在圖案化光阻層的側(cè)壁上增加一膨脹部分，覆蓋圖案化光阻層邊緣的不透光層。之后去除不透光層的暴露部分與底下的透明基板，形成一相位移開口。然后去除圖案化光阻層與圖案化光阻層底下的不透光層。從另一觀點，本發(fā)明提供一種相移掩膜的制作方法，此方法至少包括下列步驟。首先在透明基板上形成不透光層，接著在不透光層上形成第一掩膜層。然后在第一掩膜層的側(cè)壁上形成第二掩膜層，覆蓋第一掩膜層邊緣的部分不透光層。之后去除不透光層的暴露部分與底下的部分透明基板，形成一相位移開口。然后去除第一掩膜層以及第一掩膜層底下的不透光層。本發(fā)明提供一種相移掩膜的制作方法，在圖案化光阻層的側(cè)壁上形成掩膜層，可自行對準制作出相位移開口以及相位移層與透光層之間的鉻層圖案，不僅增進掩膜圖案的精確度，而且僅需一道光刻步驟，可大幅降低掩膜的制作成本。圖中符號說明100基板102、102a、102b不透光層104光阻層105側(cè)壁106、106a掩膜層108相位移開口110案開口接著請參照圖1B，接著在透明基板100上形成一層薄的掩膜層106，覆蓋在不透光層102以及圖案化光阻層104上。掩膜層106較佳是沿著透明基板100的表面輪廓起伏，跟圖案化光阻層104及不透光層102共形，其厚度一般約為線寬的0.01-0.5倍之間，但必須視實際的掩膜圖案設計而定。而且，通過適當控制形成掩膜層106的工藝，其形成厚度可極為精確，甚至可達數(shù)個埃(angstrom)。掩膜層106所選用的材質(zhì)以及其形成方法有多種選擇，在此僅以為例，并非用以限定本發(fā)明。例如，掩膜層106可以是使用化學氣相沉積法(CVD)所沉積而成的氧化硅層，則光阻層104可選用可硅烷化(silylatable)光阻材料搭配，并進行硅烷化(silylation)步驟，增加光阻層104與掩膜層106之間的附著性。掩膜層106亦可使用聚合物，如底層抗反射(BARC)聚合物，以旋轉(zhuǎn)涂布法(Spin-oncoating)形成。請參照圖1C，然后進行非等向性干蝕刻，去除掩膜層106在光阻層104以及不透光層102上的部分，直到暴露出底下的不透光層102，僅剩下在光阻層104側(cè)壁105上的部分掩膜層106a，作為后續(xù)蝕刻步驟的掩膜。由于掩膜層106的厚度相當薄，相對地在光阻層104側(cè)壁105上的掩膜層106a的寬度亦相當?shù)恼覙O為精確，有助于對線寬的控制。此外，除了上述方式之外，亦可利用光阻膨脹技術替代，使光阻層104向兩側(cè)膨脹，增加掩膜層106a的膨脹部分，藉此增加覆蓋光阻層104邊緣的不透光層102。例如，光阻層104可選用具有膨脹性質(zhì)的親水性樹脂(hydrophilicresin)，進行RELACS工藝，使光阻層104膨脹，增加掩膜層106a的部分，如圖1C所示，作為后續(xù)蝕刻不透光層102的掩膜。使光阻膨脹的方法，例如，可使用溶劑浸漬或是以具有有機物的光阻材料處理，比如是飽和的脂肪族羥類或是芳香族羥類等，形成光酸反應，而使光阻材料膨脹。請參照圖1D，接著以光阻層104與掩膜層106a為掩膜，蝕刻不透光層102的暴露部分，形成不透光層102a，并繼續(xù)蝕刻底下的透明基板100，適當控制其蝕刻深度，直到形成相位移開口108，作為掩膜圖案的一部分，使位在相位移開口108底下的透明基板100形成相位移層。當入射光透射相位移開口108底下的相位移層后，其相位將反轉(zhuǎn)180度。請參照圖1E，之后去除光阻層104，其去除方式以濕式剝除方式較佳，避免破壞已形成的相位移開口108。之后去除光阻層104底下的部分不透光層102a，形成不透光層102b，并且形成圖案開口110，作為掩膜圖案的一部分。當入射光透射圖案開口110時，其仍維持原有相位。由于在制作相位移開口108時，并不需要另一道光刻步驟，因此相位移開口108與圖案開口110不會因為二道以上光刻步驟之間的對準誤差所造成的掩膜圖案扭曲以及線寬解析能力降低的問題。請參照圖1F，最后去除不透光層102b上的掩膜層106a，形成本發(fā)明的相移掩膜。當入射光透射透光基板100上的相位移開口108以及圖案開口110后，通過相位移開口108的透射光相位反轉(zhuǎn)180度，與通過圖案開口110的透射光形成破壞性干涉，減弱在兩者邊界的透光強度，并且通過在邊界上形成不透光層102b，可更進一步地降低兩者邊界的透光強度，藉此增進掩膜的分辨率。綜上所述，本發(fā)明提供一種相移掩膜的制作方法，利用掩膜層自行對準，僅使用一道光刻步驟，避免多次光刻步驟所造成的對準偏差問題，增進掩膜圖案的精確度，而且可降低制作成本。如本領域技術人員所了解的，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的保護范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在本專利的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種相移掩膜的制作方法，至少包括下列步驟在一透明基板上依序形成一不透光層與一圖案化光阻層；形成一掩膜層覆蓋該不透光層與該圖案化光阻層；去除部分該掩膜層，剩下在該圖案化光阻層側(cè)壁上的部分該掩膜層，并且暴露出底下的部分該不透光層；去除該不透光層的暴露部分與底下的部分該透明基板，形成一相位移開口；以及去除該圖案化光阻層與該圖案化光阻層底下的該不透光層。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該不透光層的材質(zhì)選自于由鉻、氧化鉻所組成族群及其組合。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該掩膜層的材質(zhì)包括氧化硅。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該掩膜層的材質(zhì)包括聚合物。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于形成該掩膜層的方法包括化學氣相沉積法。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于形成該掩膜層的方法包括旋轉(zhuǎn)涂布法。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于去除部分該掩膜層的方法包括非等向性干蝕刻。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在該圖案化光阻層側(cè)壁上的該掩膜層的寬度為該圖案化光阻層寬度的0.01-0.5倍。9.一種相移掩膜的制作方法，至少包括下列步驟在一透明基板上形成一不透光層；在該不透光層上形成一圖案化光阻層；膨脹該圖案化光阻層，在該圖案化光阻層的側(cè)壁上增加一膨脹部分，覆蓋該圖案化光阻層邊緣的該不透光層；去除該不透光層的暴露部分與底下的部分該透明基板，形成一相位移開口；以及去除該圖案化光阻層與該圖案化光阻層底下的該不透光層。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該不透光層之材質(zhì)選自于由鉻、氧化鉻所組成族群及其組合。11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于膨脹該圖案化光阻層的方法包括Relacs工藝。12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于該膨脹部分的寬度約為該圖案化光阻層寬度的0.01-0.5倍。13.一種相移掩膜的制作方法，至少包括下列步驟在一透明基板上形成一不透光層；在該不透光層上形成一第一掩膜層；在該第一掩膜層之側(cè)壁上形成一第二掩膜層，覆蓋該第一掩膜層邊緣的部分該不透光層；去除該不透光層的暴露部分與底下的部分該透明基板，形成一相位移開口；以及去除該第一掩膜層以及該第一掩膜層底下的該不透光層。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該第一掩膜層包括圖案化光阻層。15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于形成該第二掩膜層的方法至少包括下列步驟形成一材料層覆蓋該不透光層與該第一掩膜層；以及去除部分該材料層，剩下在該第一掩膜層側(cè)壁上的部分該材料層，形成該第二掩膜層，并且暴露出底下的部分該不透光層。16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于形成該第二掩膜層的方法至少包括下列步驟膨脹該第一掩膜層，在該第一掩膜層的側(cè)壁上增加該第二掩膜層，覆蓋該第一掩膜層邊緣的該不透光層。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于膨脹該第一掩膜層的方法包括Relacs工藝。18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該第二掩膜層之寬度約為該第一掩膜層寬度的0.01-0.5倍。全文摘要一種相移掩膜的制作方法，是在形成圖案化光阻層之后，在圖案化光阻層的側(cè)壁上形成薄的掩膜層覆蓋鉻層，然后再進行相位移層的制作，以圖案化光阻層與掩膜層為掩膜，在透明基板上形成相位移開口。在掩膜層底下的鉻層可精確地自行對準相位移層，避免多次光刻造成的對準誤差，增進掩膜圖案的精確度，而且可以減少一道光刻步驟，降低掩膜的制作成本。文檔編號G03F1/26GK1455298SQ0211901公開日2003年11月12日申請日期2002年4月29日優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日發(fā)明者鐘維民,洪齊元,張慶裕,吳義鑣申請人:旺宏電子股份有限公司