CN101943853B - 掩膜制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了掩膜制作方法，以提高掩膜质量，该方法包括步骤：提供电路原始图形；在电路原始图形之间添加辅助图形，以提高图形密度分布的均匀度；提供包含不透光层与相位移层的基板；将电路原始图形及辅助图形构成的整个图形转移至所述不透光层上，形成不透光层图形；用光刻胶覆盖不透光层图形中的辅助图形区域，并暴露出不透光层图形中的原始图形区域；干法刻蚀所述暴露出的原始图形区域下的相位移层，将不透光层图形中的原始图形转移至相位移层，形成相位移层图形；去除所述光刻胶及不透光层。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及掩膜制作方法。
背景技术
现有掩膜制作过程包括步骤：
步骤a1，根据电路原始图形转换出曝光数据，所述电路原始图形为透光型(Clear Tone)图形；
步骤a2，在设置有不透光层的石英基板上涂布光刻胶，所述光刻胶涂布于不透光层，该不透光层可以但不限于为铬(Cr)金属层；
步骤a3，基于曝光数据对涂布的光刻胶进行曝光；
步骤a4，进行显影；通过曝光及显影，将电路原始图形转移至光刻胶层，获得光刻胶图形。
步骤a5，进行干法刻蚀，刻蚀去除未被光刻胶遮盖的不透光层，将光刻胶图形转移至不透光层，得到不透光层图形；
在经过后续常规步骤处理，即完成掩膜的制作。
上述过程中，步骤a3进行电子束曝光时，存在曝光的趋近效应(ProximityEffect)，所述曝光的趋近效应是曝光过程中曝光电子被光刻胶层散射造成的效应，散射的曝光电子等效于增加了曝光能量，将造成临近的图形尺寸增大，使得显影得到的光刻胶图形与电路原始图形偏差增加。如果原始图形所在区域的图形密度较大，则趋近效应导致的掩膜图形尺寸与该原始图形尺寸相比将有较大偏差，如果原始图形所在区域的图形密度较小，则趋近效应导致的掩膜图形尺寸与该原始图形尺寸相比偏差较小，因此如果原始图形密度分布不均匀，则趋近效应将导致在不同区域，掩膜图形尺寸与原始图形尺寸的偏差量分布不均匀增加，即在不同区域所述偏差量的差别增加，这将大大降低掩膜质量。原始图形密度分布不均匀程度越高，趋近效应影响越大，掩膜质量下降就越严重。
此外如果原始图形密度分布不均匀，则步骤a5的干法蚀刻将带来图形负荷效应(Pattern Loading Effect)，该图形负荷效应也将导致在不同区域，掩膜图形尺寸与原始图形尺寸的偏差量分布不均匀程度增加，降低掩膜质量。原始图形密度分布的不均匀程度越高，图形负荷效应越大，掩膜质量降低就越严重，对于亚微米及其以下尺寸的半导体器件来说，这种问题更加明显，传统方法例如电子束曝光机趋近效应校正(Writer Proximity Effect Correction)方法，由于自身局限对该问题也无明显改善作用。
上述问题均导致掩膜质量下降。
发明内容
本发明提供掩膜制作方法，以降低趋近效应及图形负荷效应，提高掩膜质量。
本发明提出了掩膜制作方法，包括步骤：提供电路原始图形；在电路原始图形之间添加辅助图形，以提高图形密度分布的均匀度，所述辅助图形及原始图形均为透光型图形；提供包含不透光层与相位移层的基板；将电路原始图形及辅助图形构成的整个图形转移至所述不透光层上，形成不透光层图形；用光刻胶覆盖不透光层图形中辅助图形区域，并暴露出不透光层图形中原始图形区域；干法刻蚀所述暴露的原始图形区域下的相位移层，将不透光层图形中原始图形转移至相位移层，形成相位移层图形；去除所述光刻胶及不透光层。
本发明实施例在将原始图形首先转移至不透光层时，由于添加了辅助图形提高了整个图形的密度分布均匀程度，而降低了图形密度分布不均匀程度较高，趋近效应及图形负荷效应导致图形尺寸偏差分布不均匀较大的问题，提高转移的图形的精确性，在后续将原始图形从不透光层转移至相位移层时由于相位移层对不透光层的刻蚀选择比较高等原因，此次转移本身能够较好地保证图形的精确性，因此本发明实施例提高了将原始图形转移至相位移层的精确性，大大提高了掩膜的质量。
另外本发明实施例添加的辅助图形在转移至不透光层，均匀化整个掩膜图形的密度分布，使辅助图形及原始图形精确转移至不透光层后，在将原始图形从不透光层转移至相位移层时，通过光刻胶遮盖不透光层图形中的辅助图形区域，使得辅助图形不会转移至相位移层，保持了原始图形的完整性。
附图说明
图1为本发明实施例中掩膜制作流程图；
图2A～图2F为本发明实施例中掩膜制作的部分结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例中掩膜制作流程图，图2A～图2F为本发明实施例中掩膜制作的部分结构图，参照图1及图2，本实施例的掩膜制作过程包括：
步骤b1，提供电路原始图形10，所述电路原始图形10为透光型(Clear Tone)图形，参照图2A。
步骤b2，在电路原始图形10之间添加辅助图形11，以提高图形密度分布的均匀度，参照图2B；其中辅助图形11与原始图形10同为透光型。
由于图形密度分布越均匀，趋近效应及图形负荷效应导致的图形尺寸均匀性差异越低，因此掩膜质量就越高。较佳的，本实施例添加辅助图形后，辅助图形及原始图形构成的整个图形中，原始图形最小主图形线宽与任意两相邻图形的间隔距离的比例范围为1∶1～1∶2。较佳的，添加辅助图形时要兼顾均匀性和工艺可操作性，且在后续步骤中易于去除。
步骤b3，提供包含不透光层121与相位移层122的基板12，其中标号123为石英衬底，参照图2C；其中所述基板可以是石英基板，所述不透光层121可以但不限于为铬金属层，相位移层可以但不限于为硅化钼(MoSi)。
步骤b4，将电路原始图形10及辅助图形11转移至所述不透光层上，形成不透光层图形13，参照图2D；
该步骤可以有多种方式完成，其中该步骤的一种具体实施过程可以包括：
根据原始图形10及辅助图形11转换出曝光数据，然后将曝光数据输入曝光机；在基板12的不透光层121上涂布光刻胶，再由曝光机基于输入的曝光数据进行曝光，然后通过显影步骤，将原始图形10及辅助图形11转移至光刻胶层，形成光刻胶图形；接着采用干法刻蚀工艺刻蚀不透光层121，将光刻胶图形转移至不透光121层上，形成不透光层图形13，刻蚀去除的不透光层121区域，即不透光层图形13的空隙处，暴露出相位移层122。
步骤b5，用光刻胶覆盖不透光层图形13中的辅助图形区域，并暴露出不透光层图形13中的原始图形区域130，参见图2E，图2E中130标号只是标记于部分原始图形区域，其他原始图形区域参见类似标有标号130的圈所圈定的区域；
该步骤的实现方式也有多种，本实施例给出下面的一种过程：首先在不透光层图形13及不透光层图形13的空隙暴露出的相位移层122上涂布光刻胶；然后通过曝光及显影工艺，将不透光图形13中原始图形区域130的光刻胶去除，暴露出原始图形区域130，并保留覆盖于辅助图形区域的光刻胶。
步骤b6，干法刻蚀所述暴露的原始图形区域下的相位移层122，将不透光层图形13中的原始图形转移至相位移层122，形成相位移层图形，参见图2F；
步骤b7，去除所述光刻胶及不透光层121，其中去除不透光层121较佳的采用湿法刻蚀去除工艺，湿法刻蚀成本低，对石英基板也无损伤。
本发明实施例通过在原始图形10之间添加辅助图形11，提高图形密度分布的均匀性后，将原始图形10与辅助图形11构成的整个图形转移至基板的不透光层，形成不透光层图形13，然后通过将不透光层图形13中辅助图形区域用光刻胶遮盖，并暴露出不透光层图形13中的原始图形区域130，再由干法刻蚀将原始图形10从不透光层转移至相位移层，并最后将不透光层121去除，从而去除添加的辅助图形11。在将原始图形10及辅助图形11构成的整个图形转移至不透光层121时，由于图形密度分布均匀性增加，因此该转移过程中趋近效应及图形负荷效应导致的转移前后图形尺寸偏差的均匀性差异大幅度降低，提高了转移的透光型图形的精确性；
而在将不透光层121的原始图形10转移至相位移层122时，干法刻蚀是基于不透光层图形13中原始图形10做遮挡来刻蚀相位移层122，由于基于不透光层13的原始图形10进行刻蚀，相位移层对不透光层的刻蚀选择比较高等原因，因此将原始图形10从不透光层121转移至相位移层122时，能将不透光层图形13中的原始图形10较好地转移到相位移层122。
因此本发明实施例在将原始图形10首先转移至不透光层121时，由于添加了辅助图形11而提高转移的图形的精确性，在后续将原始图形10从不透光层121转移至相位移层122时，由于此次转移本身能够较好地保证图形的精确性，因此本发明实施例提高了将原始图形10转移至相位移层122的精确性，大大提高了掩膜的质量。
另外本发明实施例添加的辅助图形11在转移至不透光层121，均匀化整个掩膜图形的密度分布，使辅助图形11及原始图形10精确转移至不透光层121后，在将原始图形10从不透光层121转移至相位移层122时，通过光刻胶遮盖不透光层图形13中的辅助图形区域，使得辅助图形11不会转移至相位移层122，保持了原始图形10的完整性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种掩膜制作方法，包括：
提供电路原始图形；
在电路原始图形之间添加辅助图形，辅助图形及原始图形构成的整个图形中，原始图形最小主图形线宽与任意两相邻图形的间隔距离的比例范围为1∶1～1∶2，以提高图形密度分布的均匀度，所述辅助图形及原始图形均为透光型图形；
提供包含不透光层与相位移层的基板；
将电路原始图形及辅助图形构成的整个图形转移至所述不透光层上，形成不透光层图形；
用光刻胶覆盖不透光层图形中的辅助图形区域，并暴露出不透光层图形中的原始图形区域；
干法刻蚀所述暴露出的原始图形区域下的相位移层，将不透光层图形中的原始图形转移至相位移层，形成相位移层图形；
去除所述光刻胶及不透光层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除不透光层的步骤采用湿法刻蚀工艺。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用光刻胶覆盖不透光层图形中的辅助图形区域，并暴露出不透光层图形中的原始图形区域的步骤，具体包括：
在不透光层及不透光层图形的空隙暴露出的相位移层上涂布光刻胶；
通过曝光及显影工艺，将不透光层图形中原始图形区域的光刻胶去除，暴露出原始图形区域，并保留覆盖于辅助图形区域的光刻胶。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板为石英基板。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不透光层为铬金属层。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相位移层为硅化钼。
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