TW201925906A - 製作光罩的方法 - Google Patents
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Abstract
製作光罩的方法包括以射線選擇性曝光空白光罩的部份，改變空白光罩曝光至射線的部份之光學性質，因此形成空白光罩的曝光部份與未曝光部份的圖案。圖案對應多個半導體裝置結構的圖案。
Description
本發明實施例關於光微影，更特別關於用於光微影的光罩與其形成方法。
隨著半導體產業進展至奈米技術的製程節點以求更高的裝置密度、更高效能、與更低成本，製作與設計所面臨的挑戰也更大。積體電路材料與設計的技術進展，使每一代的積體電路均比前一代的積體電路具有更小且更複雜的電路。隨著積體電路演進，功能密度(如單位晶片面積所含的內連線裝置數目)通常隨著幾何尺寸(如製程所能產生的最小構件或線路)縮小而增加。製程尺寸縮小通常有利於增加產能並降低成本。這些尺寸縮小亦會增加處理與形成積體電路的複雜度。
光微影步驟為半導體製程中的關鍵步驟之一。光微影技術包含紫外線微影、深紫外線微影、與極紫外線微影。光罩為光微影步驟中的重要構件。關鍵在製作光罩時保持光罩不含可溶的缺陷。然而製作光罩的技術通常包含電子束微影與蝕刻步驟。電子束微影亦在塗佈光阻、顯影光阻、與剝除光阻時產生微粒。蝕刻步驟會產生微粒與蝕刻殘留物。若清潔步驟未完全移除微粒與殘留物，在使用光罩時的微粒與蝕刻殘留物會導致成像缺陷。此外，光罩圖案中被蝕刻的側壁也是微粒來
源。
本發明一實施例提供之製作光罩的方法，包括：以射線選擇性曝光空白光罩的部份，改變空白光罩曝光至射線的部份之光學性質，因此形成空白光罩的曝光部份與未曝光部份的圖案，其中圖案對應多個半導體裝置結構的圖案。
100‧‧‧方法
110、120、130、310、320、330、340、350、360‧‧‧步驟
200、400‧‧‧空白光罩
205、410‧‧‧基板
210‧‧‧光學調整層
215、450‧‧‧射線
220、455‧‧‧光學單元
230、260、445、460、480、485‧‧‧部份
240‧‧‧光罩
250、255、265‧‧‧入射紫外線
270‧‧‧相移光罩
280‧‧‧透光光罩
415‧‧‧導電層
417‧‧‧矽層
419‧‧‧鉬層
420‧‧‧鉬/矽多層
425‧‧‧蓋層
430‧‧‧吸光層
435‧‧‧抗反射層
440‧‧‧硬遮罩層
470、490‧‧‧極紫外線光罩
505、510‧‧‧入射極紫外線
圖1係本發明一實施例中，製作光罩的方法之流程圖。
圖2係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖3係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖4係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖5係本發明一實施例中，製作光罩的方法之流程圖。
圖6係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖7係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖8係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖9係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖10係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖11係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖12係本發明一實施例中，光罩的剖視圖。
圖13係本發明一實施例中，光罩的剖視圖。
圖14係本發明一實施例中，光罩的剖視圖。
圖15係本發明一實施例中，製作光罩的方法之連續階段的剖視圖。
圖16係本發明一實施例中，光罩的剖視圖。
下述內容提供的不同實施例或實例可實施本發明的不同結構。特定構件與排列的實施例係用以簡化本發明而非侷限本發明。舉例來說，形成第一構件於第二構件上的敘述包含兩者直接接觸，或兩者之間隔有其他額外構件而非直接接觸。多種結構的繪示比例不同，以使圖式簡化及清楚。
此外，空間性的相對用語如「下方」、「其下」、「下側」、「上方」、「上側」、或類似用語可用於簡化說明某一元件與另一元件在圖示中的相對關係。空間性的相對用語可延伸至以其他方向使用之元件，而非侷限於圖示方向。元件亦可轉動90°或其他角度，因此方向性用語僅用以說明圖示中的方向。此外，用語「之組成為...」可表示「包括..」或「由...組成」。
圖1係本發明一實施例中，製作光罩的方法之流程
圖。製作光罩的方法100包含步驟110以形成光學調整層於基板上、步驟120以射線曝光光學調整層的一部份、以及步驟130以射線曝光其他部份的光學調整層，以形成光學調整層中曝光部份的所需圖案。
製作光罩的方法將搭配圖2至4進一步詳述。圖2至4係本發明一實施例中，用以製作光罩240的方法其連續階段的剖視圖。如圖2所示，形成光學調整層210於基板205上，以形成空白光罩。
光學調整層210的材料組成可吸收射線。在一些實施例中，光學調整層210的材料組成吸收的光具有紅外線波長、可見光波長、與紫外線波長。紅外線波長介於約700nm至約1mm之間。可見光波長介於約390nm至約700nm之間。紫外線波長介於約1nm至約390nm之間。紫外線波長包含深紫外線(介於約100nm至約300nm之間)以及極紫外線(介於約1nm至約100nm之間)。
在一些實施例中，基板205的組成為低熱膨脹材料。在一些實施例中，基板為低熱膨脹的玻璃或石英，比如熔融氧化矽或熔融石英。在一些實施例中，低熱膨脹的玻璃基板可透過可見光波長的光、靠近可見光譜的紅外線波長的一部份(如近紅外線)、以及紫外線波長的一部份。在一些實施例中，低熱膨脹玻璃基板吸收極紫外線，以及靠近極紫外線的深紫外線。
光學調整層210可為合適材料，其吸收射線並產生射線-物質的相互作用，並改變曝光至射線的部份之光學特性
。在一些實施例中，射線-物質的相互作用係電離、吸收、光解、或結晶。換言之，光學調整層210吸收射線的部份產生一或多種光學性質的變化。在一些實施例中，光學性質的變化包含光學調整材料的電離態改變。另一方面，一些實施例的光學調整層產生吸光性質的改變，比如增加或減少吸光度。在一些實施例中，光學調整層吸收射線的部份產生光化學反應，即吸收的光分解光學調整層210的曝光部份。在一些實施例中，光學調整層210的曝光部份產生結晶結構的變化。在一些實施例中，結晶結構中的改變，為改變成不同的結晶結構。在其他實施例中，結晶結構的改變係自結晶結構轉變為非晶結構，反之亦然。在光罩用於形成半導體裝置的光微影步驟時，光學調整材料對照射至光罩的光波長不會產生射線-物質的相互作用。
如圖3所示，接著以射線選擇性地照射光學調整層210。射線215導向光學調整層210的選定部份。在一些實施例中，射線215為穿過光學單元220如一或多個透鏡的光，且光學單元220可將射線215聚焦至光學調整層210上的所需位置。射線撞擊至光學調整層210上，使光學調整層210的部份產生射線-物質的相互作用，以改變射線照射光學調整層的部份之光學性質，並形成光學調整層中具有調整光學性質之部份230。
在一些實施例中，射線-物質的相互作用所調整的光學性質包含極紫外線反射度、深紫外線反射度、紫外線吸收度、紅外線吸收度、可見光吸收度、或拉曼光譜。在一些實施例中，射線可調整光學調整層的曝光部份之反射度，因此曝光的部份230可反射光(如極紫外線或深紫外線)，而光學調整層
210的未曝光部份可吸收光(如極紫外線或深紫外線)。在其他實施例中，射線可調整光學調整層的曝光部份之光吸收度，因此曝光的部份230可讓光(如可見光與紅外線)穿過，而光學調整層210的未曝光部份可吸收光(如紫外線)。
在一些實施例中，射線為可與光學調整層產生射線-物質的相互作用之任何合適波長的光，比如紅外線、可見光、與紫外線(包含深紫外線與極紫外線)。可採用任何合適光源，比如同調光源或不同調光源、脈衝光源、或連續波長的光源。在一些實施例中，光源為雷射光源，包含紫外線準分子雷射如氟化氪雷射或氟化氬雷射。在一些實施例中，光源為二氧化碳雷射激發的錫電漿。在一些實施例中，光源為氦氖雷射。在一些實施例中，射線源為電子束或離子束。
在一些實施例中，選擇性的射線曝光重複多次以形成光罩240，其具有多個曝光部份於光學調整層210中，如圖4所示。在一些實施例中，射線以圖案式的方式掃描於光學調整層210上，以形成曝光的部份230之圖案。在其他實施例中，曝光光線穿過光罩或自光罩反射，且光罩具有所需圖案。
圖5係本發明另一實施例製作光罩的方法之流程圖。在此實施例中，製作的光罩用於極紫外線微影。極紫外線微影的掃描機採用的光在極紫外線區，其波長介於約1nm至約100nm之間。光罩為極紫外線微影系統的關鍵構件。由於沒有光學材料可讓極紫外線穿過，極紫外線光罩為反射式光罩。極紫外線光罩需要非常低的表面粗糙度，且必需不具有可溶的缺陷。
極紫外線的空白光罩400如圖6所示。在一些實施例中，空白光罩400的製作方法依據圖5中流程圖300的步驟。在一些實施例中，多個交錯的矽層417與鉬層419形成的鉬/矽多層420位於低熱膨脹的基板410上，如步驟310所示。在一些實施例中，低熱膨脹的基板410為玻璃，比如熔融氧化矽玻璃。
在一些實施例中，形成約30個至約60個交錯的矽層與鉬層。在這些實施例中，可形成約40個至約60個交錯的矽層與鉬層。在一些實施例中，矽層與鉬層的形成方法為化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積(如濺鍍)、或任何其他合適的成膜方法。每一矽層與鉬層各自具有約2nm至約10nm的厚度。在一些實施例中，矽層與鉬層的厚度大致相同。在其他實施例中，矽層與鉬層的厚度不同。在一些實施例中，每一矽層與鉬層的厚度各自介於約3nm至約4nm之間。
步驟320接著形成蓋層425於鉬/矽多層420上。在一些實施例中，蓋層425的組成為釕，其厚度介於約2nm至約10nm之間。在此實施例中，蓋層425的厚度介於約2nm至約4nm之間。在一些實施例中，蓋層425的形成方法為化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、或任何其他合適的成膜方法。
接著進行步驟330，以形成吸光層430於蓋層425上。在一些實施例中，吸光層430為鉭為主的材料。在一些實施例中，吸光層的組成為氮化鉭、氧化鉭、硼氮化鉭、或硼氧化
鉭，其厚度介於約25nm至約100nm之間。在這些實施例中，吸光層430的厚度介於約50nm至約75nm之間。在一些實施例中，吸光層430的形成方法為化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、或任何其他合適的成膜方法。
在一些實施例中，形成抗反射層435於吸收層430上。在一些實施例中，抗反射層435的組成為氧化矽，其厚度介於約2nm至約10nm之間。在一些實施例中，抗反射層435的厚度介於約3nm至約6nm之間。在一些實施例中，抗反射層435的形成方法為化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、或任何其他合適的成膜方法。
接著進行步驟340，以形成硬遮罩層440於吸光層430上。在一些實施例中，硬遮罩層440形成於抗反射層435上。在一些實施例中，硬遮罩層440之組成為矽、矽為主的材料、鉻、或鉻為主的化合物，其厚度介於約4nm至約20nm之間。在一些實施例中，硬遮罩層440的形成方法為化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、或任何其他合適的成膜方法。
在一些實施例中，形成導電層415於基板410的第二主要表面上，且第二主要表面與形成鉬/矽多層420於其上的第一主要表面對向。在一些實施例中，導電層415之組成為鉻、氮化鉻、或硼化鉭，其厚度介於約25nm至約150nm之間。在一些實施例中，導電層415的厚度介於約70nm至約100nm之間。在一些實施例中，導電層415的形成方法為化學氣相沉積、
電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、或任何其他合適的成膜方法。
如圖7所示，步驟350接著使空白光罩400的一部份曝光至射線，以改變曝光部份的光學性質。射線450導向空白光罩400的選定部份。在一些實施例中，射線450為穿過光學單元455(如一或多個透鏡)，使光聚焦在空白光罩400上的所需位置。射線450撞擊至空白光罩400上，使空白光罩400曝光至射線的部份產生射線-物質的相互作用，以改變曝光至射線的部份之光學性質，並形成空白光罩中具有調整光學性質之部份460。
如圖7所示的一些實施例，射線450聚焦在靠近空白光罩400的表面處，使靠近空白光罩表面處產生光學性質變化。在一些實施例中，空白光罩具有調整的光學性質之部份460自硬遮罩層440的正下方開始。一些實施例中具有調整的光學性質之部份，自硬遮罩層440下延伸至硬遮罩層440下的一或多層。在一些實施例中，吸光層430或蓋層425的光學性質改變。
在一些實施例中，射線-物質的相互作用所調整的光學性質包含極紫外線反射度、深紫外線反射度、紫外線吸收度、紅外線吸收度、可見光吸收度、或拉曼光譜。在一些實施例中，射線可調整光學調整層的曝光部份之反射度，因此曝光的部份460比未曝光的部份445吸收較多的極紫外線。換言之，一些實施例中光學調整層曝光至射線的部份460產生光學調整，其反射光的程度小於未曝光部份反射光的程度。反射度改變取決於光學調整材料及曝光射線的波長與功率。在一些實施例
中，反射度的改變介於幾%至幾十%之間(或更多)。舉例來說，這些實施例之曝光的部份460的反射度自約65%下降至約2%。
在一些實施例中，射線450為可與光學調整層產生射線-物質的相互作用之任何合適波長的光，比如紅外線、可見光、與紫外線(包含深紫外線與極紫外線)。可採用任何合適光源，比如同調光源或不同調光源、脈衝光源、或連續波長的光源。在一些實施例中，光源為雷射光源(如二氧化碳雷射激發的錫電漿或氦氖雷射)，或紫外線準分子雷射(如氟化氪雷射或氟化氬雷射)。在一些實施例中，採用電子束或離子束照射光學調整層的部份。
曝光射線的波長與功率，取決於光學調整材料中光學性質所需改變調整的程度。舉例來說，若光學調整材料中需要改變結晶態，則採用的功率較低；若光學調整材料需要光解或電離，則採用的功率較高。在一些實施例中，改變結晶可用以改變光學調整材料的光穿透度。舉例來說，若一些實施例的光學調整材料為結晶聚合物，則曝光部份轉變為非晶態並增加聚合物的光穿透度。同樣地，若一些實施例的光學調整材料為非晶聚合物，則曝光部份轉變成結晶態並增加曝光部份的光吸收度或光反射度。
在一些實施例中，步驟360以射線曝光空白光罩400的其他部份，可形成曝光部份的所需圖案。在一些實施例中，選擇性的射線曝光重複多次，使硬遮罩層440形成多個曝光的部份460與未曝光的部份445，如圖8所示。在一些實施例中，射線以圖案形式掃描於光學調整層210上，可形成曝光的
部份460之圖案。在其他實施例中，射線為穿過具有所需圖案的光罩或自具有所需圖案的光罩反射的光。在一些實施例中，具有不同光學性質之曝光的部份460與未曝光的部份445之圖案，可形成極紫外線光罩470。舉例來說，一些實施例中光學調整層中曝光至射線的部份460其反射度，小於未曝光的部份445之反射度。在一些實施例中，曝光的部份460與未曝光的部份445之圖案，對應後續步驟中即將形成的光罩470的半導體裝置結構的圖案。
在本發明另一實施例中，空白光罩400之上表面下的內部部份曝光至射線，以改變曝光的部份480之光學性質，如圖9所示。在一些實施例中，射線450穿過光學單元455如一或多個透鏡，使光聚焦在空白光罩400內部中的所需位置。射線450聚焦在空白光罩400的內部部份上，使曝光至射線的空白光罩之內部的部份產生射線-物質的相互作用，以改變曝光至射線的部份之光學性質，並形成空白光罩中具有調整光學性質之部份480。
在一些實施例中，射線450聚焦在空白光罩400的鉬/矽多層420附近，使空白光罩內部的光學性質改變，如圖9所示。在一些實施例中，空白光罩中具有調整的光學性質的部份480自鉬/矽多層420向上延伸至蓋層425與吸光層430中。
在一些實施例中，射線可調整鉬/矽多層420的曝光部份的反射度。因此曝光的部份480對極紫外線的吸收量，大於鉬/矽多層420未曝光的部份485對極紫外線的吸收量。換言之，一些實施例中光學調整層曝光至射線的部份480產生光學
調整，其反射光的程度小於未曝光的部份485反射光的程度。在一些實施例中，反射度的改變介於幾%至幾十%之間(或更多)。舉例來說，這些實施例之曝光的部份480的反射度自約65%下降至約2%。
在一些實施例中，射線450自空白光罩400的基板410側照射空白光罩400，如圖10所示。在一些實施例中，射線450為氦氖雷射，其波長為約632nm。鉬層419對波長632nm的光吸收度，大於氧化矽為主的基板410對波長632的光吸收度，因此可加熱鉬層419並導致鉬/矽之間的擴散。空白光罩400曝光至光源450的部份其極紫外線反射度，小於空白光罩400的未曝光部份的極紫外線反射度。在一些實施例中，反射度的改變介於幾%至幾十%之間(或更多)。舉例來說，這些實施例之曝光的部份480的反射度自約65%下降至約2%。
圖10顯示吸光層430、抗反射層435、與硬遮罩層440。然而一些實施例中，在形成吸光層430、抗反射層435、與硬遮罩層440之任一者之前，即以射線450照射空白光罩400。在這些實施例中，可在射線450選擇性地照射空白光罩400之後，形成圖9所示的導電層415。
在一些實施例中，射線-物質的相互作用所調整的光學性質包含極紫外線反射度、深紫外線反射度、紫外線吸收度、紅外線吸收度、可見光吸收度、或拉曼光譜。
在一些實施例中，射線450為可與光學調整層產生射線-物質的相互作用之任何合適波長的光，比如紅外線、可見光、與紫外線(包含深紫外線與極紫外線)。可採用任何合適
光源，比如同調光源或不同調光源、脈衝光源、或連續波長的光源。在一些實施例中，光源為雷射光源(如氦氖雷射)或紫外線準分子雷射(如氟化氪雷射或氟化氬雷射)。在一些實施例中，光源為二氧化碳雷射激發的錫電漿。在一些實施例中，射線源為電子束或離子束。
曝光射線的波長與功率，取決於光學調整材料中光學性質所需改變調整的程度。舉例來說，若光學調整材料需要改變結晶態，則採用較低功率；若光學調整材料需要光解或電離，則採用較高功率。在一些實施例中，曝光至射線的部份480中的矽層417與鉬層419擴散至彼此中，因此曝光的部份480轉變成鉬與矽的單一層狀物，而非未曝光的部份485中交錯的鉬層與矽層。
如圖11所示的一些實施例中，空白光罩400的其他部份曝光至射線以形成曝光的部份480之所需圖案。在一些實施例中，選擇性的射線曝光重複多次，使鉬/矽多層420形成多個曝光的部份480與未曝光的部份485，如圖11所示。在一些實施例中，選擇性的射線曝光重複多次，使鉬/矽多層420形成多個曝光的部份480與未曝光的部份485。在一些實施例中，射線係以圖案形式掃描於空白光罩400上的光，可形成曝光的部份480之圖案。在其他實施例中，射線為自具有所需圖案之光罩反射或穿過具有所需圖案之光罩的光。
在一些實施例中，具有不同光學性質之曝光的部份480與未曝光的部份485之圖案，可形成極紫外線光罩490。舉例來說，一些實施例中鉬/矽多層420中曝光至射線的部份
480其反射度，小於未曝光的部份485之反射度。在一些實施例中，曝光的部份480與未曝光的部份485之圖案，對應後續步驟中即將形成的極紫外線光罩490的半導體裝置結構的圖案。
一些實施例在採用光罩製作半導體之前，自圖8中的極紫外線光罩470移除硬遮罩層440。如圖12所示的一些實施例操作極紫外線光罩470時，鉬/矽多層420可反射入射極紫外線505，而光學調整的部份460吸收入射極紫外線510。在一些實施例中，極紫外線光罩470為四倍微縮光罩。入射極紫外線經極紫外線光罩470反射之後具有圖案，並朝向塗佈於半導體基板上的光阻(未圖示)，以將極紫外線光罩470的圖案複製到半導體基板上的光阻。在一些實施例中，以高功率的二氧化碳雷射激發錫滴以形成電漿，其產生的極紫外線波長為約13.5nm。一些實施例在形成電漿之後，採用一或多個反射鏡使波長為13.5nm的極紫外線聚焦並導向極紫外線光罩470，使極紫外線入射至反射性的鉬/矽多層420之表面上，且入射方向與法線之間的角度為約6°。
另一實施例在採用光罩製作半導體之前，自圖11中的極紫外線光罩490移除硬遮罩層440。如圖13所示的一些實施例操作極紫外線光罩490時，鉬/矽多層420可反射入射極紫外線505，而光學調整的部份480吸收入射極紫外線510。在一些實施例中，極紫外線光罩490為四倍微縮光罩。入射極紫外線經極紫外線光罩490反射之後具有圖案，並朝向塗佈於半導體基板上的光阻(未圖示)，以將極紫外線光罩490的圖案複製到半導體基板上的光阻。在一些實施例中，以高功率的二氧化碳
雷射激發錫滴以形成電漿，其產生的極紫外線波長為約13.5nm。一些實施例在形成電漿之後，採用一或多個反射鏡使波長為13.5nm的極紫外線聚焦並導向極紫外線光罩490，使極紫外線入射至反射性的鉬/矽多層420之表面上，且入射方向與法線之間的角度為約6°。
本發明另一實施例為透光光罩280，如圖14所示。在一些實施例中，透光光罩280的製作方式與搭配圖2至4說明的光罩240之製作方式類似。在一些實施例中，紫外線光微影步驟採用透光光罩280。光學調整層210位於低熱膨脹材料的基板205上，且基板205如熔融石英可讓紫外線穿過。
如圖14所示的一些實施例，透光光罩280中的光學調整層210被入射紫外線250穿過，而光學調整的部份230吸收入射紫外線255。入射紫外線穿過透光光罩280之後具有圖案，並導向塗佈於半導體基板上的光阻(未圖示)，以將透光光罩280的圖案複製到半導體基板上的光阻。在一些實施例中，紫外線波長小於約400nm。在其他實施例中，紫外線波長小於約300nm。在一些實施例中，以汞燈產生紫外線。在其他實施例中，以準分子雷射產生紫外線。
在其他實施例中，光學調整層210吸收入射紫外線255，而光學調整的部份230可讓入射紫外線250穿過。不論光學調整的部份230吸收紫外線、反射紫外線、或讓紫外線通過，其取決於光學調整材料以及曝光射線的波長與功率。舉例來說，若光學調整材料需要改變結晶態，則採用較低功率。若光學調整材料需要光解或電離，則採用較高功率。在一些實施例
中，結晶態改變可改變光學調整材料的透光度。舉例來說，若一些實施例的光學調整材料為結晶高分子，則曝光部份改變為非晶態並增加透光度。同樣地，若其他實施例的光學調整材料為非晶聚合物，則曝光部份改變為結晶態並增加光吸收度或光反射度。
在本發明另一實施例中，空白光罩200具有基板205與光學調整層210，如圖2所示。對空白光罩200進行兩種不同的射線曝光，以形成不同的部份230與260，其各自具有不同的光學性質，如圖15所示。在一些實施例中，光學調整層210的部份曝光至第一波長及/或功率的射線，以形成光學調整的部份230。光學調整層210的部份接著曝光至第二波長及/或功率的射線，以形成光學調整的部份260。在一些實施例中，光學調整的部份230與光學調整的部份260之光學調整程度不同。舉例來說，曝光射線的功率及/或波長對光學調整的部份260之光學性質(如紫外線吸收)造成的改變，小於對光學調整的部份230之光學性質造成的改變。在一些實施例中採用光罩時，光學調整的部份230實質上吸收或反射所有的入射紫外線，而光學調整的部份260吸收大部份的入射紫外線並讓一些入射紫外線穿過，而未調整的光學調整層210實質上可讓所有的入射紫外線穿過。在其他實施例中採用光罩時，光學調整的部份230實質上可讓所有的入射紫外線穿過，而光學調整的部份260可吸收大部份的入射紫外線並讓一些入射紫外線穿過，而未調整的光學調整層210實質上吸收所有的入射紫外線。
在一些實施例中，部份230中光學調整的方式，不
同於部份260中光學調整的方式。在一些實施例中，曝光射線的功率及/或波長可讓部份230因射線-物質的相互作用而改變光學性質，其來自於部份230的電離、吸光、光解、或結晶；而曝光射線的功率及/或波長可讓部份260因射線-物質的相互作用而改變光學性質，其來自於部份260的電離、吸光、光解、或結晶(但不同於部份230中改變光學性質的機制)。在一實施例中，部份230中的光學性質變化來自部份230的電離，且部份260中的光學性質變化來自部份260中的結晶。
在一些實施例中，形成各自具有不同光學性質的多個部份的上述技術，用於形成圖16所示的相移光罩。相移光罩採用相差產生的光干涉改善光微影中的成像解析度。相移光罩如圖16所示。在一些實施例中，製作相移光罩270的方式如搭配圖14說明的方式。光學調整層210位於低熱膨脹材料的基板205上，而基板205(如熔融石英)可被紫外線穿過。
如圖16所示的一些實施例，相移光罩270中的光學調整層210被入射紫外線250穿過，光學調整的部份230吸收入射紫外線255，而光學調整的部份260吸收大部份入射紫外線265並被一些入射紫外線265穿過。在一些實施例中，只有少量百分比的入射紫外線265穿過光學調整的部份260。穿過光學調整的部份260之光強度不足以產生圖案於塗佈在基板上的光阻，但可與穿過光罩之光學調整層210的透光部份之光產生干涉，以改善塗佈於基板上的光阻之圖案對比。入射紫外線穿過相移光罩270之後具有圖案，並導向塗佈於半導體基板上的光阻，以將相移光罩270的圖案複製到半導體基板上的光阻。在一
些實施例中，紫外線的波長小於約400nm。在其他實施例中，紫外線的波長小於約300nm。在一些實施例中，以汞燈產生紫外線。在其他實施例中，以準分子雷射產生紫外線。
依據本發明實施例形成光罩的方法，不需微影與蝕刻步驟。因此不會產生微粒或蝕刻殘留物等實質上轉變為可溶的缺陷。此外，由於本發明實施例製作光罩的方法消除了一或多道光微影與蝕刻步驟，因此可簡化製作光罩的製程。
本發明一實施例包括製作光罩的方法。方法包括以射線選擇性曝光空白光罩的部份，改變空白光罩曝光至射線的部份之光學性質，因此形成空白光罩的曝光部份與未曝光部份的圖案。其中圖案對應多個半導體裝置結構的圖案。在一實施例中，空白光罩曝光至射線的部份在空白光罩的上側部份中。在一些實施例中，空白光罩曝光至射線的部份在空白光罩的中間部份或下側部份中。在一實施例中，射線係紅外線、可見光、紫外線、深紫外線、或極紫外線。在一實施例中，改變的光學性質係極紫外線反射度、深紫外線反射度、紫外線吸收度、紅外線吸收度、可見光吸收度、或拉曼光譜。在一實施例中，光學性質的改變來自射線-物質的相互作用，其為電離、吸光、光解、或結晶。在一實施例中，在一實施例中，光罩為為反射性光罩。在一實施例中，光罩為透光光罩。
本發明另一實施例包括製作光罩的方法。方法包括形成光學調整材料的層狀物於基板上。射線以圖案化的方式照射光學調整材料的層狀物，因此光學調整材料的層狀物有照射射線的部份與未照射射線的部份。光學調整材料的層狀物照
射射線的部份對應半導體裝置結構的圖案。光學調整材料的層狀物照射射線的部份產生射線-物質的相互作用，以改變照射至射線的部份之光學性質。在一實施例中，方法包括形成多個光學調整層於基板上。在一實施例中，基板為低熱膨脹材料。在一實施例中，光學調整層包括多個交錯的矽層與鉬層。在一實施例中，光學調整層包括包括約30個至約60個交錯的矽層與鉬層。在一實施例中，硬遮罩層形成於光學調整層上。在一實施例中，光學調整層更包括蓋層。在一實施例中，射線-物質的相互作用係電離、吸光、光解、或結晶。
本發明另一實施例為光罩，其包括光學調整層形成於基板上。光學調整層包括具有第一光學性質的第一部份與具有調整的第一光學性質的第二部份之圖案。圖案對應半導體裝置結構的圖案。在一實施例中，第一光學性質係極紫外線反射度、深紫外線反射度、紫外線吸收度、紅外線吸收度、可見光吸收度、以及拉曼光譜。在一實施例中，光罩包括：多個交錯的矽層與鉬層位於基板上；蓋層位於交錯的矽層與鉬層上；吸光層位於蓋層上；以及硬遮罩層位於吸光層上，其中光學調整層係交錯的矽層與鉬層、蓋層、或吸光層。在一實施例中，光罩更包括導電層位於基板的主要表面上，且主要表面與交錯的矽層與鉬層對向。
上述實施例之特徵有利於本技術領域中具有通常知識者理解本發明。本技術領域中具有通常知識者應理解可採用本發明作基礎，設計並變化其他製程與結構以完成上述實施例之相同目的及/或相同優點。本技術領域中具有通常知識者
亦應理解，這些等效置換並未脫離本發明精神與範疇，並可在未脫離本發明之精神與範疇的前提下進行改變、替換、或更動。
Claims (1)
- 一種製作光罩的方法，包括：以一射線選擇性曝光一空白光罩的部份，改變該空白光罩曝光至該射線的部份之光學性質，因此形成該空白光罩的曝光部份與未曝光部份的一圖案；其中該圖案對應多個半導體裝置結構的圖案。
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