CN104020639A

CN104020639A - 相偏移光罩的制作方法

Info

Publication number: CN104020639A
Application number: CN201310066256.8A
Authority: CN
Inventors: 严世传
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Corp
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2014-09-03

Abstract

本发明公开了一种相偏移光罩的制作方法，在形成图案化的相移层之后，采用等离子体处理所述图案化的相移层，生成了稳定性更高的致密膜层，之后再进行清洗，能够有效的降低清洗时清洗液对相移层的腐蚀程度，从而能够防止相移层受到较大的损耗，也就提高了相偏移光罩的质量。

Description

相偏移光罩的制作方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种相偏移光罩的制作方法。

背景技术

在半导体制程中，为了将所设计的电路转换成器件，必须要将图案形成在光罩上，之后通过光刻工艺将之形成在芯片上。对于一些电路图较细微的设计而言，必须要提高光罩上的分辨率，从而使得图案能够准确无误的转移到芯片上，才能够方便后续制程顺利的进行。

目前，业内常用的方法为采用相偏移光罩（Phase Shift Mask，PSM），来提高分辨率。现有的相偏移光罩在制作过程中通常包括如下步骤：首先提供一石英基板，在所述石英基板上形成相移层；然后在所述相移层上形成铬（Cr）层；之后通过例如光刻工艺使得所述相移层图案化，在图案化后，图案区的Cr是需要去除的，去除之后对所述相偏移光罩进行清洗，以便去除诸如光刻胶、Cr残留等污染物，以使得电路图案清晰明了。

但是，在上述一系列操作完成后，若测量所述相偏移光罩的相位（phase）和穿透度（transmission），会发现相位是不断衰退的，而穿透度则是在逐渐增加。这对相偏移光罩的影响将是非常严重的，不仅会造成使用寿命的降低，也会导致相偏移光罩的清晰度下降，乃至不合格，这将大大增加制作成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相偏移光罩的制作方法，以解决现有技术中对相偏移光罩的清洗会导致其清晰度下降，使用寿命降低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种相偏移光罩的制作方法，包括：

提供基底，并在所述基底上形成图案化的相移层；

对所述图案化的相移层进行等离子体处理；

清洗所述相偏移光罩的。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，所述等离子体处理为采用感应耦合电浆机进行等离子体处理。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，所述感应耦合电浆机的电感耦合功率为100～1000w。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，所述感应耦合电浆机的反应离子功率为10～600w。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，所述等离子体处理的时间为100～1000s。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，所述等离子体处理在压强为3～10mtorr、温度为20～25℃的环境下进行。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，所述等离子体处理所采用的原料为氧气、氦气和氯气。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，所述氧气、氦气和氯气的体积范围比为1:2～3:4～6。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，所述相移层的材料为硅化钼。

可选的，对于所述的相偏移光罩的制作方法，采用硫酸、双氧水及氨水的混合溶液清洗所述相偏移光罩。

与现有技术相比，在本发明提供的相偏移光罩的制作方法中，在形成图案化的相移层之后，采用等离子体处理所述图案化的相移层，生成了稳定性更高的致密膜层，之后再进行清洗，能够有效的降低清洗时清洗液对相移层的腐蚀程度，从而能够防止相移层受到较大的损耗，也就提高了相偏移光罩的质量。

附图说明

图1为本发明实施例的相偏移光罩的制作方法的流程图；

图2～图6为本发明实施例的相偏移光罩的制作方法的过程示意图；

图7为采用现有技术和本发明的方法制得的相偏移光罩检测结果示意图。

具体实施方式

在背景技术中已经提及，经研究发现，利用现有的方法制作相偏移光罩，所述相偏移光罩的相位（phase）和穿透度（transmission）的相位是不断衰退的，这不仅会造成使用寿命的降低，也会导致相偏移光罩的清晰度下降，乃至不合格，大大增加制作成本。经本申请发明人长期研究发现，相移层是在清洗后发生变化的，根本原因是清洗液对相移层进行了腐蚀，每次清洗会使得相移层变薄。那么若能够提高相移层的强度，使得清洗液对相移层的腐蚀降低，便可以达到较佳的效果，而对相移层材料的更换难度将较大，因此采用等离子体处理使得现有的相移层表面致密，将能够有效的防止其所受到的腐蚀。

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的相偏移光罩的制作方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1，本发明提供一种相偏移光罩的制作方法，主要包括如下过程：

步骤S101，提供基底，并在所述基底上形成图案化的相移层；

步骤S102，对所述图案化的相移层进行等离子体处理；

步骤S103，清洗所述相偏移光罩。

具体的，请结合图2～图6以作详细说明。

如图2所示，提供一基底1，通常可以采用石英基底，经过清洗等过程后，在所述基底上形成一层相移层2，所述相移层2的材料可以为硅化钼（MoSi），主要作用是使得光的相位改变，提高解析度的作用。

然后，如图3所示，在所述相移层2上覆盖一金属铬（Cr）层3，接着在所述金属铬层3上覆盖光刻胶（未示出），将所需电路图形成在光刻胶上，之后通过显影、刻蚀等操作，将电路图形成在相移层2上，并进行光刻胶和铬的去除过程，形成如图4所示的图案化的相移层4。

接着，请参考图5，对形成的图案化的相移层4进行等离子体处理过程5，本实施例中采用感应耦合（Inductively Coupled Plasma&Reactive Ion Etch，ICP-RIE）电浆机进行等离子体处理。其中，所述ICP采用的功率为100～1000w，所述RIE采用的功率为10～600w，以便于对等离子体的密度及方向作出较佳的调控。在此可以使用一种或多种原料以激发作为等离子电浆，一种优选的方案是，采用的原料为氧气（O2）、氦气（He）和氯气（Cl2），所述三种原料中，若以氧气的体积为标准，三者的体积比优选的可以是1:2～3:4～6，即，在氧气体积为1份的情况下，氦气的体积可以是2～3份，而氯气的体积则可以是4～6份，具体而言，所述氧气的流量可以为18～25sccm，所述氦气的流量可以为40～60sccm，所述氯气的流量可以为80～140sccm。为了使得所述相偏移光罩的结构不被破坏，在上述等离子处理过程5中，压强为3～10mtorr，例如可以是8mtorr，同时温度是常温即可，即在20～25℃之间。进行约100～1000s的等离子体处理。

请参考图6，经过上述等离子体处理，所述图案化的相移层4的上表面会被氧化，从而在所述图案化的相移层4的上表面形成一致密膜层6，即有MoSi+O₂→SiO₂这一反应发生，生成了稳定性比MoSi更高的SiO₂，并且，经等离子体的轰击会变得十分密实，能够有效的保护相移层4抵抗清洗液的腐蚀，而同时SiO2与光罩基底的材质相同，因此反应后不会影响到光罩本身的相位变化以及穿透度，那么经过等离子体处理后，相位衰减和穿透度的变动将大大降低。

请继续参考图6，经过等离子体处理后，需要对相偏移光罩进行清洗过程7，以去除残留的铬和光刻胶等物质，所述清洗过程7为湿法清洗，优选为采用硫酸（H₂SO₄）、双氧水（H₂O₂）及氨水（NH₄OH）等按照一定的顺序进行清洗，这对于一般的技术人员而言皆可掌握，本申请对该清洗过程7不做赘述。

请参考表一和表二，分别列出了对于2个相偏移光罩采用现有工艺和本发明的方法进行处理后的情况。本对比过程对所述2个相偏移光罩分别进行了2次清洗。

	相位/°	穿透度	相位衰减/°	穿透度增加
					初始状态	182.7	6.19	NA	NA
第一次	181.5	6.29	1.2	0.10
					第二次	180.5	6.37	1.0	0.08

表一

	相位/°	穿透度	相位衰减/°	穿透度增加
					初始状态	181.4	6.29	NA	NA
第一次	181.1	6.33	0.3	0.04
					第二次	180.9	6.36	0.2	0.03

表二

由上述两个表格可以得知，现有技术中的方法会使得相位衰减处于1°左右，而本发明的方法则能够使得相位衰减在0.2°左右，同时穿透度的增加也得到了缓解。

此外，为了避免单次实验的偶然性，将现有技术制造的相偏移光罩和本发明的方法制造的相偏移光罩随机抽样调查，得到如图7所示的情况：在图7中，折线a表示现有技术中采用现有技术制造时清洗相偏移光罩后检测的结果，可见相位衰减大都在1°以上，而折线b表示本发明的方法清洗相偏移光罩后检测的结果，相位衰减都在0.4°以下，相差有一倍有余，故表面本发明的方法对改善相移层的受损情况，提高相偏移光罩的质量，有着显著的效果。

上述实施例提供的相偏移光罩的制作方法中，在形成图案化的相移层之后，采用等离子体处理所述图案化的相移层，生成了稳定性更高的致密膜层，之后再进行清洗，能够有效的降低清洗时清洗液对相移层的腐蚀程度，从而能够防止相移层受到较大的损耗，也就提高了相偏移光罩的质量。

显然，本领域的技术人员可以对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，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种相偏移光罩的制作方法，其特征在于，包括：

提供基底，并在所述基底上形成图案化的相移层；

对所述图案化的相移层进行等离子体处理；

清洗所述相偏移光罩。

2.如权利要求1所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，所述等离子体处理为采用感应耦合电浆机进行等离子体处理。

3.如权利要求2所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，所述感应耦合电浆机的电感耦合功率为100～1000w。

4.如权利要求2所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，所述感应耦合电浆机的反应离子功率为10～600w。

5.如权利要求1所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，所述等离子体处理的时间为100～1000s。

6.如权利要求1所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，所述等离子体处理在压强为3～10mtorr、温度为20℃～25℃的环境下进行。

7.如权利要求1所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，所述等离子体处理所采用的原料为氧气、氦气和氯气。

8.如权利要求7所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，所述氧气、氦气和氯气的体积范围比为1:2～3:4～6。

9.如权利要求1所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，所述相移层的材料为硅化钼。

10.如权利要求1所述的相偏移光罩的制作方法，其特征在于，采用硫酸、双氧水及氨水的混合溶液清洗所述相偏移光罩。