CN107783367A - 相位移光掩模 - Google Patents

Abstract

提供一种相位移光掩模，其包括透光基板、透光基板上的蚀刻停止层、以及蚀刻停止层上的可调的透光材料层。可调的透光材料层图案化以具有开口，其设计以提供相位移并具有大于90％的透光度。

Description

相位移光掩模

技术领域

本发明实施例关于半导体结构的形成方法，更特别关于其采用的相位移光掩模。

背景技术

在半导体技术中，光学干扰与其他效应常造成关键尺寸的变异。如此一来，对次波长图案化中较小的结构(特别是是接点孔)的尺寸而言，光掩模误差参数将过高而无法接受。多种技术已用于改善光掩模误差参数，比如采用相位移光掩模(如无铬的相位移光掩模)定义电路图案。在无铬的相位移光掩模中，电路结构定义于透光光掩模中，且透明光掩模的相邻的透光区之间具有相位移。如此一来，当成像至半导体基板时，破坏性干涉将产生暗结构。然而现有无铬的相位移光掩模对改善成像品质与其他问题的弹性受限，比如相对于预期相位移的蚀刻制程容忍度。此外，现有无铬的相位移光掩模在形成与使用光掩模时，对透光基板的保护有限。如此一来，目前亟需无铬的相位移光掩模结构、其形成方法、与其应用方法以改善上述问题。

发明内容

本发明一实施例提供的相位移光掩模，包括：透光基板；蚀刻停止层，位于透光基板上；以及可调的透光材料层，位于蚀刻停止层上，且可调的透光材料层图案化以具有开口，其中蚀刻停止层完全覆盖开口中的部份透光基板，且可调的透光材料层设计为提供相位移。

附图说明

图1、2、3、与4是一些实施例中，光掩模于多种制程阶段中的剖视图。

图5是一些实施例中，图4的光掩模的上视图。

图6是一些实施例中，光掩模的剖视图。

图7是一些实施例中，图6是的光掩模的上视图。

图8是一些实施例中，光掩模的形成方法的流程图。

图9是一些实施例中，光掩模的剖视图。

图10是一些实施例中，微影系统的示意图。

图11是一些实施例中，采用图10的微影系统的方法其流程图。

图12是一些实施例中，图10的微影系统中采用的光掩模的特性资料。

【符号说明】

B1 第一光束

B2、B2’ 第二光束

DBF1、DBF2 最佳焦距变异

W 尺寸

100、200、900、1020 光掩模

110 透光基板

120 蚀刻停止层

130 透光材料层

130a、140a 开口

130b 岛状物

130c 次解析度结构

130d 光学邻近修正结构

140 光阻层

150、210 第一区

160、220 第二区

800、1100 方法

802、804、806、808、810、1102、1104、1106、1108、1110 步骤

910、920 电路结构

1000 微影系统

1010 射线源

1030 半导体基板

1040 照射模块

1050 光掩模站点

1060 投射模块

1070 基板站点

1210、1212、1214、1216 资料

具体实施方式

应理解的是，下述内容提供的不同实施例或实例可实施多种实施例的不同结构。特定构件与排列的实施例用以简化本发明而非局限本发明。此外，本发明的多种例子中可重复标号，但这些重复仅用以简化与清楚说明，不代表不同实施例及/或设置之间具有相同标号的单元之间具有相同的对应关系。

图1至4是本发明一些实施例中，光掩模100的剖视图。图5是一些实施例中，图4的光掩模100的上视图。图1至5描述光掩模100与其形成方法。光掩模100定义电路图案于其上，且可在微影制程中以射线(如光射线)将电路图案转移至半导体基板。射线可为紫外线及/或其他射线如离子束、X光、极紫外线、深紫外线、或其他合适射线能量。在下述内容中，多种例子可采用光射线。光掩模100为相位移光掩模，特别是无铬的相位移光掩模。无铬的相位移光掩模上的多种结构可透光射线，且可经由180度的相位移与对应的破坏性干涉，将暗结构与亮结构成像于半导体基板上。光掩模100可为无铬的相位移光掩模，其经由相位移而非吸收定义结构。光掩模100包含不同区域，其各自具有光学相位。光射线穿过光掩模100的不同区域，以产生破坏性干涉并形成暗结构于半导体基板上。然而上述光掩模100经由相位移层或额外的衰减层的有限吸收，以增进成像品质如解析度与对比。

如图1所示，光掩模100可为制作半导体晶片所用的光掩模的部份。光掩模100包含透光基板110(对光射线而言为透明)，比如熔融石英或熔融二氧化硅(较不具缺陷)、氟化钙、或其他合适材料。

光掩模100包含蚀刻停止层120于透光基板110上。蚀刻停止层120设计以保护透光基板110，使其免于在制作或使用光掩模100时损伤。举例来说，蚀刻停止层120的组成与厚度，设计以有效的阻挡施加至光掩模100的蚀刻或清洁制程。蚀刻停止层120位于透光基板110上且未经图案化，因此其可持续覆盖透光基板110的上表面，如图1所示。

在一实施例中，蚀刻停止层120为钌膜。在另一实施例中，蚀刻停止层120为氮氧化铬膜。在一些其他实施例中，蚀刻停止层120包含钌、铬、铝、钨、硅、钛、上述的氧化物、上述的氮化物、上述的氮氧化物、或上述的组合。蚀刻停止层120的形成方法可包含化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、旋转涂布、其他合适制程、或上述的组合。在一些实施例中，蚀刻停止层120的厚度介于0.1nm至100nm之间。在一些例子中，蚀刻停止层120的厚度可介于1nm至20nm之间。

在一些其他实施例中，蚀刻停止层120设计为让光射线有限的衰减。蚀刻停止层120的衰减可在微影曝光制程中调整，以增进光掩模100的成像。在此实施例中，蚀刻停止层120的组成与厚度设计为让射线的透光度大于98％。蚀刻停止层120掺杂有合适的掺质，以调整其透光度与抗蚀刻性。在一些实施例中，除了上述的主要组成外，蚀刻停止层120更掺杂有掺质如硼、磷、钙、钠、铝、或上述的组合。举例来说，蚀刻停止层120的主要组成可为氧化钌，其可进一步掺杂钙。在另一例中，蚀刻停止层120的组成可为掺杂钠的氮化钨。在又一例中，蚀刻停止层可为掺杂硼的氮化钛。掺杂制程可包含离子注入或临场掺杂，比如在化学气相沉积制程中采用前驱物，其包含具有掺质的化学品。在多种实施例中，蚀刻停止层120中的主要组成占80原子％至100原子％之间。综上所述，蚀刻停止层120中的掺质占0至20原子％之间。

光掩模100包含透光材料层130于蚀刻停止层120上，且可依据电路设计布局图案化。透光材料层130的组成与厚度，设计为使射线产生180度的相位移。更特别的是，透光材料层130的厚度可为约λ/[2(n-1)]，其中λ为光微影制程中投射至光掩模100上的射线波长，而n为透光材料层130相对于射线的折射率。在其他实施例中，透光材料层130的厚度可为约mλ/[2(n-1)]，其中m为奇数。实际上，相位移实质上为180度。换言之，相位移为约180度，比如170度至190度之间。

特别的是，射线实质上可透过透光材料层130，且透光材料层130对射线的吸收有限。通过选择透光材料层130的材料，可调整受限的吸收度，进而在采用光掩模100的微影曝光制程时增进成像解析度。如此一来，透光材料层130亦可称作可调的透光材料层。在此实施例中，可调的透光材料层130对射线的透光度大于90％。在进一步的实施例中，透光度可调整为介于90％至99％之间。

在一些实施例中，可调的透光材料层130包含掺杂碳或其他掺质的氧化硅。可改变碳(或其他掺质)的浓度，以调整可调的透光材料层130的透光度。在进一步的实施例中，可改变硅浓度与碳浓度以调整透光度。在一些例子中，可调的透光材料层包含30原子％至60原子％的硅、30原子％至60原子％的氧、以及0至10原子％的碳。可调的透光材料层130可进一步包含添加剂如氮、磷、硼、或上述的组合，其添加方式可为离子注入、临场掺杂、或其他合适技术。在一些例子中，可调的透光材料层130包含30原子％至60原子％的硅、30原子％至60原子％的氧、0至10原子％的碳、0至5原子％的氮、0至5原子％的磷、以及0至5原子％的硼，使可调的透光材料层130具有适当的透光度以达所需的成像解析度。在其他实施例中，可调的透光材料层130如前述，其形成方法可为旋转涂布的玻璃、化学气相沉积、或溅镀。

在一些实施例中，可调的透光材料层130包含硅酸盐玻璃以及分散其中的发色团。通过改变发色团浓度，可调整可调的透光材料层130的透光度。在一些例子中，可调的透光材料层130的形成方法，为旋转涂布后进行回火制程(回火温度可介于130℃至150℃之间)以硬化。在一些实施例中，可调的透光材料层130的形成方法为化学气相沉积(可采用四乙氧基硅烷(Si(OC2H5)4))，或其他合适制程。

在一些实施例中，可调的透光材料层130包含熔胶-凝胶硅酸盐膜，其形成方法为溶胶-凝胶制程。在一些例子中，可调的透光材料层130包含氧化硅凝胶，其形成方法为溶胶-凝胶聚合适当前驱物(如四乙氧基硅烷或其他合适的化学品)。在溶胶-凝胶制程中，可采用酸或碱作为催化剂。在一些实施例中，溶胶-凝胶硅酸盐膜的形成方法可包含在溶液中聚合四乙氧基硅烷，并搭配催化剂进行溶剂-凝胶转换。在一些实施例中，溶胶-凝胶硅酸盐膜的形成方法可包含聚合、水解、与缩合。溶胶-凝胶硅酸盐膜可经由多种参数调整其透光度。在形成溶胶-凝胶硅酸盐膜的制程中，可改变多种步骤与参数以调整可调的透光材料层其透光度。举例来说，可改变聚合时间以调整透光材料层的透光度。

依据电路设计布局，图案化可调的透光材料层130。图案化可调的透光材料层的方法，可包含微影制程与蚀刻。微影制程包含涂布(如旋转涂布)光阻层140于可调的透光材料层130上，如图1所示。在一些实施例中，光阻层140可具有三层结构，比如下方层、下方层上的中间层、以及中间层上的光敏层。在一些实施例中，光阻层140可为化学放大光阻材料，其包含光酸产生剂。在一些实施例中，光阻层140可为正型光阻(显影剂可移除其曝光部份)，或负型光阻(显影剂可移除其未曝光的部份)。

微影制程亦包含曝光与显影，以形成图2所示的图案化的光阻层140。图案化的光阻层140包含一或多个开口140a，且开口140a露出可调的透光材料层130。微影制程亦可包含其他步骤，比如曝光后烘烤。

接着可经由图案化的光阻层140的开口140a，施加蚀刻制程至可调的透光材料层130。通过蚀刻制程可图案化可调的透光材料层130。特别的是，定义于光阻层140中的图案转移至可调的透光材料层130，如图3所示。举例来说，蚀刻制程后形成开口130a于可调的透光材料层130中。施加至可调的光阻材料层130的蚀刻制程可包含干蚀刻、湿蚀刻、或上述的组合。举例来说，蚀刻制程可包含采用氢氟酸作为蚀刻品的湿蚀刻制程。在另一例中，蚀刻制程可包含采用含氟等离子体作为蚀刻品的干蚀刻制程。

在蚀刻制程后，以湿式剥除或等离子体灰化移除图案化的光阻层140，如图4所示。在其他实施例中，可采用硬掩模，因此图案化的光阻层的图案先经由第一蚀刻转移至硬掩模，再经由第二蚀刻转移至可调的透光材料层。由于蚀刻停止层120保护透光基板110，上述蚀刻制程与湿式剥除(或等离子体灰化)将不会损伤透光基板110。除此之外，损伤的基板可能造成预料之外的相位移，这会劣化光掩模100及采用光掩模100的微影曝光制程的成像品质。

光掩模100为无铬的相位移光掩模，其以相位移定义电路结构。特别的是在双重强度光掩模中，系以强度差异定义电路结构。换言之，在光掩模上的第一区中的电路结构，以及围绕电路结构的第二区具有不同的透光度。第一区与第二区中的一者透光，而另一者不透光。在其他种类的相位移光掩模中，亦采用类似的透光度差异(透光与不透光)定义电路结构，而相位移可增加对比并改善成像品质。在无铬的相位移光掩模中，第一区与第二区均透光。在上述光掩模100中，第一区与第二区为透光或实质上透光(透光度大于90％)。如图4所示，光掩模100包含第一区150与第二区160。第一区150定义于可调的透光材料层130的开口130a中，且不具有可调的透光材料。第二区160为具有可调的透光材料的区域。各自穿过第一区150与第二区160的第一光束与第二光束，具有相位差(实质上为180度)。第一光束与第二光束之间的破坏性干涉将产生对应开口130a的暗区。

在图5中，以第一区150定义电路结构。此外，可调的透光材料层130具有可调的透光度，用以增进微影曝光制程的解析度。透光度的调整将详述于下。第一光束B1穿过第一区150。第二光束B2穿过第二区160，且穿过第二区160的部份第二光束B2’绕射至第一区150。若第一光束B1与部份的第二光束B2’的强度相同，破坏性干射将使两者互相抵消，造成开口130a的暗影像(即零强度)。然而第一光束B1与部份的第二光束B2’因为多种因素(比如开口130a的尺寸W)而无法相同。如此一来，调整可调的透光材料层130的透光度，可让第一光束B1与部份的第二光束B2’的强度匹配。综上所述，第一光束B1与部份的第二光束B2’之间的破坏性干涉可产生对应开口130a的暗结构，其具有增进的对比与解析度。在沉积透光材料层130之前，即可依据电路设计布局调整透光度，比如使电路设计布局的结构尺寸平均化。

在光掩模100中，蚀刻停止层120夹设于透光基板110与可调的透光材料层130之间。蚀刻停止层120覆盖第一区150与第二区160，且由第一区150连续地延伸至第二区160。电路结构定义于可调的透光材料层130的开口130a中。在多种例子中，电路结构可为金属线路、闸极、或鳍状主动区。

在一些实施例中，通过可调的透光材料层的岛状物定义电路结构，如图6与7所示。图6是一些实施例的光掩模200的剖视图，而图7是光掩模200的上视图。用以形成光掩模200的方法，与形成光掩模100的对应方法类似。举例来说，方法包含形成蚀刻停止层120于透光基板110上、形成可调的透光材料层130、以及依据电路设计布局图案化可调的透光材料层130。蚀刻停止层120与可调的透光材料层130与光掩模100中的类似单元，具有类似的形成方法、组成、与相位移。然而可调的透光材料层130被图案化，因此以可调的透光材料层130的岛状物130b定义电路设计布局的电路结构。特别的是，光掩模200包含第一区210与第二区220。第一区210定义于可调的透光材料层130的岛状物130b中。第二区220不具有可调的透光材料。各自穿过第一区与第二区的射线具有相位移。电路结构定义于第一区210中。与光掩模100类似，蚀刻停止层120夹设于透光基板110与可调的透光材料层130之间。此外，蚀刻停止层120覆盖第一区210与第二区220，并自第一区210连续地延伸至第二区220。在多种例子中，电路结构可为金属线路、闸极、或鳍状主动区。可调的透光材料层130的厚度可调整为增进电路结构的成像效应，并通过可调的透光材料层130的岛状物130b定义电路结构。

图8是一些实施例中，用以形成无铬的相位移光掩模(如光掩模100或光掩模200)的方法800的流程图。方法800一开始的步骤802接收透光基板110，比如熔融石英或其他合适的透光基板。方法800包含的步骤804形成蚀刻停止层120于透光基板110上。在一些实施例中，蚀刻停止层120包含钌或氮氧化铬。在一些实施例中，蚀刻停止层120包含钌、钨、铝、硅、钛、上述的氧化物、上述的氮化物、上述的氮氧化物、或上述的组合。蚀刻停止层120的形成方法可为物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积、或其他合适技术。

方法800包含的步骤806形成可调的透光材料层130于蚀刻停止层120上。在一些实施例中，可调的透光材料层130包含掺杂碳的氧化硅。变化碳浓度(或额外变化硅浓度)可调整可调的透光材料层130的透光度。在一些实施例中，可调的透光材料层130包含硅酸盐玻璃与分散其中的发色团。可变化发色团浓度以调整可调的透光材料层130的透光度。在多种例子中，可调的透光材料层130的形成方法可为旋转涂布、化学气相沉积、或其他合适技术。在一些实施例中，可调的透光材料层130为溶胶-凝胶的硅酸盐膜，其形成方法为溶胶-凝胶制程。举例来说，可调的透光材料层包含氧化硅凝胶，其形成方法为溶胶-凝胶聚合适当的前驱物(如四乙氧基硅烷，Si(OC2H5)4)或其他合适的化学品。

特别的是，调整透光度可增进微影曝光制程时的成像对比与光掩模解析度。在一些实施例中，方法800在形成可调的透光材料层130的步骤806之前更包含步骤808，其依据所需的相位移与透光度，一并考虑可调的透光材料层130的组成与厚度。如前所述，厚度的主要考量为所需的相位移(180度)，其采用方程式m/[2(n-1)]。组成的主要考量为透光材料层130的衰减系数与厚度，其采用方程式如Beer-Lambert定律(T＝e^-μl)。T为可调的透光材料层的透光度，μ为可调的透光材料层的衰减系数，而l为可调的透光材料层的厚度。衰减系数μ可先取决于电路设计布局的平均结构尺寸，或取决于工程师经验或制程资料。组成与厚度一并取决于上述方程式。

如此一来，步骤806沉积可调的透光材料层130于蚀刻停止层120上，且可调的透光材料层130具有预定的组成与厚度。

方法800亦包含步骤810，其依据电路设计布局图案化可调的透光材料层130。此图案化步骤包含微影制程与蚀刻。

多种实施例中无铬的相位移光掩模与其形成方法已说明如上。其他实施例亦可存在。举例来说，无铬的相位移光掩模可具有混合结构，其为光掩模100与光掩模200的组合。在混合光掩模中，以可调的透光材料层130的开口定义一些电路结构，并以可调的透光材料层130的岛状物定义一些其他电路结构。

上述的光掩模100或200中，提供例示性的电路结构。此外亦可具有或添加其他结构。举例来说，可添加一或多个虚置结构以改善光掩模的成像品质或增进晶片制程。在一些实施例中，可添加光学邻近修正结构以改善解析度。下述内容将说明一例。

图9是一些实施例中，无铬的相位移光掩模900的剖视图。在光掩模900中，图案化可调的透光材料层130以形成多种电路结构910与920。电路结构910与920定义于可调的透光材料层130的岛状物中。此外，新增光学邻近修正结构130d至光掩模900。在此例中，光学邻近修正结构130d形成于电路结构910中。光学邻近修正结构130d为次解析度结构，其尺寸小于微影曝光制程的解析度。如此一来，在采用光掩模900的微影曝光制程中，光学邻近修正结构130d将不会成像，但光学邻近修正结构将改变射线强度。这将使微影曝光制程时，电路结构910的图案成像为一暗结构。同样地，电路结构920亦包含次解析度结构130c，其增进解析度的机制与前述相同。

图10是一些实施例中，微影系统1000的示意图。微影系统1000与前述无铬的相位移光掩模，可用以对半导体晶片进行微影曝光制程。微影系统1000包含射线源1010以提供射线。射线源1010可为任何合适光源。在多种实施例中，射线源1010可包含紫外线源、深紫外线源、或其他合适的射线源。举例来说，射线源1010可为放射波长为436nm(G线)或365nm(I线)的汞灯、放射波长为248nm的氟化氪准分子雷射、放射波长为193nm的氟化氩准分子雷射、放射波长为157nm的氟气准分子雷射、或放射所需波长如13.5nm的其他光源。

微影系统1000亦包含光学次系统，其自射线源接收射线，以光掩模1020调整射线，再将射线能量导至涂布于半导体基板1030上的光阻层。在一些实施例中，光学次系统设计为具有折射机制。在此情况下，光学次系统包含多个折射构件如透镜。

在一些特定实施例中，微影系统1000包含照射模块1040(如聚光器)。照射模块1040包含单一透镜、具有多个透镜的透镜模块、及/或其他透镜构件。举例来说，照射模块1040可包含微透镜阵列、荫罩、及/或其他结构，其设计以辅助射线自射线源1010导至光掩模1020上。

光掩模1020为方法800制作的无铬的相位移光掩模，比如光掩模100、光掩模200、或光掩模900。半导体基板1030承载于微影系统1000中，并固定于微影系统1000的光掩模站点1050上。光掩模站点1050可设计并设置以进行传输与旋转等操作。

微影系统包含投射模块1060。投射模块1060包含单一透镜单元或多个透镜单元，其设置以提供适当的照射至涂布于半导体基板1030上的光阻层。照射模块1040与投射模块1060一并称作成像模块(或成像光学件)。成像透镜可进一步包含额外构件，比如入射光瞳与出射光瞳，其设置以将光掩模1020成像至半导体基板1030上。

微影系统1000亦可包含基板站点1070，其可固定半导体基板1030并以传输与旋转等模式移动半导体基板1030，以在微影曝光制程中对准及扫描半导体基板1030。

微影系统1000中的基板站点1070固定半导体基板1030。光阻层或其他射线敏感层可涂布于半导体基板1030上。在一些实施例中，半导体基板1030包含半导体晶片，其具有半导体元素如结晶硅、多晶硅、非晶硅、锗、或钻石；半导体化合物如碳化硅或砷化镓；半导体合金如SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、或GaInP；或上述的组合。

微影系统1000可依射线源与其他参数的不同性质而具有不同设计。在一些实施例中，射线为极紫外线，而光学次系统设计以具有反射机制。在此状况下，光学次系统包含多种反射式构件如反射镜。在一例中，射线源1010包含放射波长为约13.5nm的极紫外线源。综上所述，光掩模1020设计为反射式光掩模。在此例中，光掩模的基板包含反射式的多层结构。

采用光掩模1020的微影系统1000中，对半导体基板1030施加微影曝光制程。由于光掩模1020为无铬的相位移光掩模，且其可调的透光材料层可调整以增进解析度，可让涂布于半导体基板1030上的光阻层在曝光后具有改良的成像品质。此外在制作与使用光掩模时，蚀刻停止层120可保护光掩模1020免于或减少损伤。

图11是一些实施例中，采用无铬的相位移光掩模1020的方法1100的流程图。方法1100将搭配图10与11说明。方法1100一开始的步骤为接收无铬的相位移光掩模1020，并将无铬的相位移光掩模1020固定于微影系统1000的光掩模站点1050上。方法1100包含的步骤1104接收半导体基板1030，并将半导体基板1030固定于基板站点1070上。方法1100亦包含步骤1106，以微影系统1000对半导体基板1030进行微影曝光制程。在微影曝光制程时，以无铬的相位移光掩模1020调整射线，再以调整后的射线曝光涂布于半导体基板1030上的光阻层。方法1100亦可包含其他步骤。举例来说，方法1100包含的步骤1108显影曝光后的光阻层，以形成图案化的光阻层。方法1100在步骤1108前亦可包含其他步骤如曝光后烘烤。方法1100亦可包含步骤1100，其采用图案化的光阻层作为蚀刻掩模，对半导体基板1030进行蚀刻制程。在一些实施例中，步骤1110可改为以图案化的光阻层作为注入掩模，对半导体基板1030进行离子注入制程。

本发明提供无铬的相位移光掩模、其制作方法、以其应用方法。无铬的相位移光掩模包含蚀刻停止层于透光基板上，以及可调的透光材料层于蚀刻停止层上。可调的透光材料层可依据电路设计布局图案化。此外，可调的透光材料层设计为具有可调的透光度，其材质可为掺杂碳的氧化硅、具有发色团分散其中的硅酸盐玻璃、或溶胶-凝胶硅酸盐。可调的透光材料层设计以提供透光度所需的弹性，其可介于适当范围如90％至99％之间。蚀刻停止层包含钌、氮氧化铬、或其他合适材料。

多种实施例中无铬的相位移光掩模，可具有下述的一些优点。然而应理解不同实施例可提供不同优点，且所有的实施例不必然具有特定优点。举例来说，可调的透光材料层设计以提供调整透光度的弹性，并增进解析度。在制作或使用光掩模时，蚀刻停止层可保护光掩模免于损伤。采用上述无铬的相位移光掩模，可改善一或多个成像参数，如图12所示。在图12中，横轴指的是定义于无铬的相位移光掩模上的图案间距(nm)，而纵轴指的是采用无铬的相位移光掩模的微影制程时，光掩模图案成像的最佳焦距(μm)。资料1210对应无铬的相位移光掩模1020的一实施例，而资料1212对应无铬的相位移光掩模1020的另一实施例。与资料1210与资料1212相关的光掩模类似，差别只在于结构参数如蚀刻停止层120的膜厚不同。其他两组资料1214与1216为现有无铬的相位移光掩模的不同例子，其不具有任何蚀刻停止层。上述资料显示实施例中无铬的相位移光掩模1020，其与现有光掩模相较，对应间距的最佳焦距变异缩小。最佳焦距变异的定义为，光掩模在特定的间距范围内，其最佳焦距的最大值与最小值之间的差距。以图12为例，资料1210显示无铬的相位移光掩模1020具有最佳焦距变异DBF1，而资料1216显示现有的无铬的相位移光掩模具有最佳焦距变异DBF2，且最佳焦距变异DBF2>最佳焦距变异DBF1。由最佳焦距变异可知，本发明实施例的光掩模的效能优于现有光掩模。综上所述，采用本发明实施例揭露的无铬的相位移光掩模1020可增进微影图案化的效能。

如此一来，本发明实施例提供相位移光掩模，其包含透光基板、位于透光基板上的蚀刻停止层、以及位于蚀刻停止层上的可调的透光材料层，且可调的透光材料层图案化以具有开口，其中蚀刻停止层完全覆盖开口中的部份透光基板，且可调的透光材料层设计为提供相位移。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其可调的透光材料层图案化以定义电路结构，且在微影制程中采用光射线使电路结构成像于半导体基板上。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其可调的透光材料层与透光基板的间隔有蚀刻停止层，且可调的透光材料层设计以提供90％至99％之间的透光度。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其可调的透光材料层的厚度，使相位移为实质上180度。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其透光基板包含熔融石英。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其可调的透光材料层包含掺杂碳的氧化硅。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其可调的透光材料层包含分散有发色团的硅酸盐玻璃。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其可调的透光材料层为溶胶-凝胶的硅酸盐膜。

在一些实施例中，上述相位移光掩模的蚀刻停止层包含钌与氮氧化铬中至少一者。

在一些实施例中，上述相位移光掩模的蚀刻停止层包含下述材料的一：钌、钨、铝、硅、钛、上述的氧化物、上述的氮化物、上述的氮氧化物、与上述的组合物。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其可调的透光材料层的开口定义电路设计布局的电路结构。

在一些实施例中，上述相位移光掩模其可调的透光材料层经图案化以进一步包含岛状物，且岛状物定义电路设计布局的电路结构。

本发明一些实施例提供无铬的相位移光掩模，其包括：透光基板，其具有相邻的第一区与第二区；位于透光基板上的可调的透光材料层，其图案化以形成透光结构于第一区中，以及开口于第二区中；以及夹设于可调的透光材料层与透光基板之间的蚀刻停止层，其中蚀刻停止层完全覆盖第一区与第二区，并自第一区连续地延伸至第二区。

在一些实施例中，上述无铬的相位移光掩模中透光结构与开口的一者定义电路结构，且电路结构在采用光射线的微影制程中成像于半导体基板上。

在一些实施例中，上述无铬的相位移光掩模其透光基板包含熔融石英；可调的透光材料层包含的材料系下述的一者：掺杂碳的氧化硅、分散有发色团于其中的硅酸盐玻璃、或溶胶-凝胶硅酸盐；以及蚀刻停止层包括钌。

在一些实施例中，上述无铬的相位移光掩模的蚀刻停止层包含的材料系下述的一者：钨、铝、硅、钛、上述的氧化物、上述的氮化物、上述的氮氧化物、或上述的组合。

在一些实施例中，上述无铬的相位移光掩模其可调的透光材料层的厚度与组成设计为在微影制程中，穿透无铬的相位移光掩模的第一区的光射线的第一光束，与穿透无铬的相位移光掩模的第二区的光射线的第二光束之间的相位差为约180度。

在一些实施例中，上述无铬的相位移光掩模其蚀刻停止层的组成与厚度，设计为对光射线具有大于95％的透光度。

在一些实施例中，上述无铬的相位移光掩模其蚀刻停止层完全分隔可调的透光材料层与透光基板。

本发明一些实施例亦提供积体电路的制作方法。方法包含：提供半导体基板；以及提供光掩模，其包含透光基板；位于透光基板上的蚀刻停止层；以及位于蚀刻停止层上的可调的透光材料层，且依据积体电路图案图案化可调的透光材料层，其中可调的透光材料层设计以提供相位移，并具有大于90％的透光度。此方法亦包含在微影制程中采用光掩模，以形成积体电路图案于半导体基板上。

虽然上述内容已详述本发明实施例，本技术领域中具有通常知识者应理解在未脱离本发明精神与范畴的情况下，可进行多种变化、取代、或置换。综上所述，上述的变化、取代、与置换均属本发明实施例的范畴，如下述的申请专利范围所定义。在申请专利范围中，手段功能用语用于涵盖执行功能的结构，不仅仅是结构等位而包含等效结构。

Claims (1)

1.一种相位移光掩模，包括：

一透光基板；

一蚀刻停止层，位于该透光基板上；以及

一可调的透光材料层，位于该蚀刻停止层上，且该可调的透光材料层图案化以具有一开口，其中该蚀刻停止层完全覆盖该开口中的部份该透光基板，且该可调的透光材料层设计为提供相位移。