TWI522734B - 非相位移光罩之製造方法 - Google Patents

Description

非相位移光罩之製造方法

本發明係關於一種光罩之製造方法，特別關於一種應用於接觸式光學微影技術之光罩之製造方法。

傳統的光學微影技術中，光罩對光阻層的紫外光(UV)曝光技術主要可以分為接觸式光學微影技術以及倍縮微影技術兩種。

接觸式光學微影技術所使用的光罩，其表面特徵圖案尺寸與實際複製於基板上的圖案為1：1的比例，以直接貼近於光阻層表面的方式進行曝光；而倍縮微影技術所使用的光罩，其表面特徵圖案尺寸則為實際複製於基板上圖案的數倍，經由光學系統投射的方式對光阻進行曝光。

其中，在接觸式光學微影技術中，光罩表面的金屬圖案會與基板上的光阻層接觸摩擦，容易造成金屬圖案耗損使得光罩使用壽命縮短，並且當光罩沾上光阻層時，光罩就需要清洗，隨著清洗的次數越多，光罩可使用的期限就越短。另外，當塗佈有光阻層的基板表面不是非常平整時，光罩與光阻層會產生不確定的空隙與距離，而造成光線的散射與繞射，進而造成曝光的尺寸誤差，並且造成光阻層淺層部分的側向曝光範圍擴大，因而無法製作出高深寬比的光阻結構。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種光罩之製造方法，所製出之光罩能夠延長其使用壽命且能製造出精準的光阻結構。

為達上述目的，依據本發明之一種光罩之製造方法包含：提供一光罩基板，光罩基板上設有一圖案化之遮罩層；以遮罩層作為遮罩而蝕刻光罩基板，以使光罩基板具有複數凸狀部突出於光罩基板之一表面，各凸狀部具有複數側面與一頂面，該等側面連接頂面與該表面；形成一遮光層於被蝕刻之光罩基板與遮罩層上；以及移除部分遮光層，以使各頂面之至少一部分不被遮光層覆蓋。

在一實施例中，各頂面係完全不被該遮光層覆蓋。即凸狀部之頂面即為曝光之透光區。

在一實施例中，製造方法更包含：形成一轉印材料層於一模仁上；形成一黏著層於光罩基板上；以及將轉印材料層之一部分轉印至黏著層上，藉此以提供具有圖案化之遮罩層之光罩基板，遮罩層包含黏著層之至少一部分與轉印材料層之部分。本實施例係利用金屬接觸轉印方式來提供遮罩層。

在一實施例中，該部分之遮光層係藉由舉離(lift off)製程而移除。

在一實施例中，光罩基板之材料為石英、玻璃材料、陶瓷材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料。

在一實施例中，光罩基板之材料為高分子聚合物系列材料、有機材料、塑膠材料、半導體材料、無機材料、金屬材料，或上述材料中任二者以上所合成之材料。

在一實施例中，光罩基板之材質包含可撓性材料。藉此製作出來之光罩為可撓式光罩，在進行接觸曝光過程中，光罩與光阻層能夠緊密貼合，而減少兩者之間隙，進而降低光罩透光區與光阻層之入射光反射率，並且避免光阻層淺層部分的側向曝光範圍擴大。

在一實施例中，凸狀部係呈陣列設置。

在一實施例中，各凸狀部係呈長條形、圓柱形、梯形或其他幾何形狀。

在一實施例中，遮光層之材料為金屬材料、石英、玻璃材料、陶瓷材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料。

在一實施例中，遮光層之材料為高分子聚合物(polymer)系列材料、有機材料、塑膠材料、半導體材料、無機材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料。遮光層之材料可視曝光所使用之光源種類而調整。

在一實施例中，被製造之光罩係應用於接觸式光學微影技術。

承上所述，藉由本發明之製造方法所製出的光罩基板具有凸狀部，且凸狀部之頂面可完全不被遮光層覆蓋。藉此，當在接觸曝光過程中，光罩基板之凸狀部之頂面係直接頂抵光阻層，且由於頂面沒有遮光層，因而大部分的遮光層不會受到光阻層的摩擦耗損，進而可延長光罩的使用壽命。此外，由於凸狀部之頂面直接頂抵光阻層，因而光罩與光阻層能夠緊密貼合，而有效減少光罩與光阻層之間隙，進而減少兩者之間的光反射率並可縮小光阻層的側向曝光範圍，而能製造出高深寬比的光阻結構。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種光罩之製造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1為本發明較佳實施例之一種光罩之製造方法的步驟示意圖，其中主要包含步驟S01～S04，圖2A至圖2D為圖1之製造方法的流程示意圖。本實施例之製造方法所製出之光罩係以應用於接觸式光學微影技術為例。另外，本實施例之光罩非相位移光罩(phase shifting mask)。

首先，如圖2A所示，製造方法包含提供一光罩基板101，光罩基板101上設有一圖案化之遮罩層102。本發明不特別限制光罩基板101之材料，其例如是包含高分子聚合物(polymer)系列材料、有機材料、塑膠材料、半導體材料、無機材料、金屬材料，或上述材料中任二者以上所合成之材料。光罩基板101之材料例如為石英、玻璃材料、陶瓷材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料、或其他材料。光罩基板101需至少部分透光。此外，光罩基板101之材料可包含可撓性材料，以製作出可撓式光罩。

遮罩層102係作為要來蝕刻製程之遮罩，本發明不特別限制遮罩層102之材料，其材料可依據要來蝕刻製程之類別或蝕刻液之種類而改變。遮罩層102可為單層態樣或疊層態樣，於此遮罩層102係以疊層為例。

接著，如圖2B所示，製造方法包含以遮罩層102作為遮罩而蝕刻光罩基板101，以使光罩基板101具有複數凸狀部103突出於光罩基板101之一表面104，各凸狀部103具有複數側面105與一頂面106，該等側面105連接頂面106與表面104。

然後，如圖2C所示，製造方法包含形成一遮光層107於被蝕刻之光罩基板101與遮罩層102上。遮光層107係形成於光罩基板101之表面104以及凸狀部103之側面105、以及遮罩層102之側面與頂面上。遮光層107之材料可例如為高分子聚合物系列材料、有機材料、塑膠材料、半導體材料、無機材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料。遮光層107之材料例如為金屬材料、石英、玻璃材料、陶瓷材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料。遮光層107用以遮住曝光光源所發出之光線，但其材料可依光線種類而選定。

之後，如圖2D所示，製造方法包含移除部分遮光層107，以使各頂面106之至少一部分不被遮光層107覆蓋。本實施例係藉由舉離(lift off)製程而移除，其係藉由移除遮罩層102而使遮罩層102上之遮光層107被移除。藉此即可完成光罩1之製造。在本實施例中，各頂面106係完全不被遮光層107覆蓋，即凸狀部103之頂面106為光罩1之透光區。

圖3為利用本實施例之光罩1進行曝光的示意圖，其中光罩1之圖案係轉印至一具有光阻層21之基板22上，使基板22具有如圖4A所示之光阻結構23a。圖4A係以光阻層21為負光阻的角度來說明光阻結構23a；換言之，光阻層21亦可為正光阻層，因此進行曝光顯影後可使基板22具有如圖4B所示之光阻結構23b。由於光罩1之凸狀部103直接頂抵光阻層21，因而光罩1與光阻層21能夠緊密貼合，而有效減少光罩1與光阻層21之間隙以及側向曝光範圍，並且能降低光罩1與光阻層21之間的反射率。此外，凸狀部103之側面105設有遮光層107，因而光罩1之透光區即為凸狀部103之頂面106。由於上述因素，本實施例之光罩1能製造出高深寬比之光阻結構23a、23b。此外，由於頂面106完全沒有設置遮光層107，而使光罩1沾上光阻層21之光阻的區域大大降低，並且與光阻層21接觸之遮光層107的部分大大減少，而延長光罩1的使用壽命。

另外，本實施例之製造方法所製出之光罩可具有多種態樣。例如，凸狀部103可為陣列設置，例如一維陣列或二維陣列，並且凸狀部103可呈長條形、圓柱形、梯形、或其他幾何形狀。圖5為圖2D之光罩1的下視示意圖，於此，光罩1之凸狀部103係以長條形為例，且呈一維陣列設置。

另外，凸狀部103之頂面106可例如為弧形、鋸齒狀或其他幾何形狀。圖6至圖8分別為凸狀部103之頂面106為弧形與鋸齒狀的示意圖，凸狀部103之形狀可依曝光需求而設計。

以下補充說明本實施例之光罩之製造方法。

圖9A至圖9D為本實施例之具有遮罩層102之光罩基板101(如圖2A所示)之提供步驟的流程示意圖。於此，光罩基板之提供步驟係應用金屬接觸轉印方式；當然，尚有其他方法可提供具遮罩層之光罩基板，例如光學微影技術、電子束微影技術、雷射干涉微影技術或奈米壓印技術。

如圖9A所示，形成一轉印材料層301於一模仁302上，於此，模仁302本身可具抗沾黏特性或是預先形成一抗沾黏層304於模仁302表面，如圖10所示，於此，轉印材料層301為金屬層。模仁302之一表面303具有凹部與凸部，轉印材料層301沿凹、凸部以及表面303設置。

如圖9B所示，形成一黏著層108於光罩基板101上。於此，黏著層108係形成於光罩基板101之一表面110上。

接著，如圖9C所示，將模仁302放置於光罩基板101之黏著層108上，經施壓與烘烤後脫模，即可使轉印材料層301與黏著層108接觸到的部份轉印至黏著層上而形成轉印部分109，如圖9D所示。接著，如圖9E所示，經由蝕刻或曝光顯影方式移除黏著層108表面無轉印材料層109之部份黏著層，藉此以提供具有圖案化之遮罩層102之光罩基板101，且遮罩層102包含黏著層108與轉印材料層之轉印部分109。

上述製造方法亦可視實施情況而調整。例如，圖9B所示形成之黏著層108可預先經由微影製程定義出具有圖案化之黏著層108，再將轉印材料層301之一部分轉印至具有圖案化之黏著層108之後，再蝕刻光罩基板101，而得到如圖2B所示之光罩基板101。

另外，為得到圖6至圖8所示之光罩基板101，製造方法可更包含對光罩基板101進行表面處理。其可例如在形成黏著層108於光罩基板101之表面110(圖9B)之前，對光罩基板101之表面110進行表面處理，其可例如藉由微影製程、機械研磨或化學處理來進行。或者，在製成光罩1之後(圖2D)對頂面106進行表面處理。

綜上所述，藉由本發明之製造方法所製出的光罩基板具有凸狀部，且凸狀部之頂面可完全不被遮光層覆蓋。藉此，當在接觸曝光過程中，光罩基板之凸狀部之頂面係直接頂抵光阻層，且由於頂面沒有遮光層，因而大部分的遮光層不會受到光阻層的摩擦耗損，進而可延長光罩的使用壽命。此外，由於凸狀部之頂面直接頂抵光阻層，因而光罩與光阻層能夠緊密貼合，而有效減少光罩與光阻層之間隙，進而減少兩者之間的光反射率並可縮小光阻層的側向曝光範圍，而能製造出高深寬比的光阻結構。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．光罩

101．．．光罩基板

102．．．遮罩層

103．．．凸狀部

104．．．表面

105．．．側面

106．．．頂面

107．．．遮光層

108．．．黏著層

109．．．轉印部分

110．．．表面

21．．．光阻層

22．．．基板

23a、23b．．．光阻結構

301．．．轉印材料層

302．．．模仁

303．．．表面

304．．．抗沾黏層

S01～S04．．．光罩之製造方法的步驟

圖1為本發明較佳實施例之一種光罩之製造方法的步驟示意圖；

圖2A至圖2D為圖1之製造方法的流程示意圖；

圖3為利用本發明較佳實施例之光罩進行曝光的示意圖；

圖4A與圖4B為利用本發明較佳實施例之光罩進行曝光所得到之光阻結構，其中圖4A之光阻層為負光阻，圖4B之光阻層為正光阻；

圖5為圖2D之光罩的下視示意圖；

圖6至圖8為本發明較佳實施例之一種光罩具有不同態樣之凸狀部的示意圖；

圖9A至圖9E為本發明較佳實施例之具有遮罩層之光罩基板之提供步驟的流程示意圖；以及

圖10為本發明較佳實施例之光罩之製造方法中，設有抗沾黏層之模仁的示意圖。

S01~S04．．．光罩之製造方法的步驟

Claims (11)

1. 一種非相位移光罩之製造方法，包含：提供一光罩基板，該光罩基板上設有一圖案化之遮罩層；以遮罩層作為遮罩而蝕刻該光罩基板，以使該光罩基板具有複數凸狀部突出於該光罩基板之一表面，各該凸狀部具有複數側面與一頂面，該等側面連接該頂面與該表面；形成一遮光層於該被蝕刻之光罩基板與該遮罩層上；以及移除部分遮光層，且藉由移除遮罩層而使遮罩層上之遮光層被移除，各該頂面完全不被該遮光層覆蓋，其中該部分之遮光層係藉由舉離製程而移除。
2. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中該光罩基板之提供步驟更包含：形成一轉印材料層於一模仁上；形成一黏著層於該光罩基板上；以及將該轉印材料層之一部分轉印至該黏著層上，藉此以提供具有該圖案化之遮罩層之該光罩基板，該遮罩層包含該黏著層之至少一部分與該轉印材料層之該部分。
3. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中該部分之遮光層係藉由舉離製程而移除之後，剩餘之該遮光層係完全不覆蓋該凸狀部之該頂 面，且完全覆蓋該凸狀部之該等側面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中該光罩基板之材料為石英、玻璃材料、陶瓷材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中該光罩基板之材料為高分子聚合物系列材料、有機材料、塑膠材料、半導體材料、無機材料、金屬材料，或上述材料中任二者以上所合成之材料。
6. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中該光罩基板之材質包含可撓性材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中該等凸狀部係呈陣列設置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中各該等凸狀部係呈長條形、圓柱形或梯形。
9. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中該遮光層之材料為金屬材料、石英、玻璃材料、陶瓷材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料。
10. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方法，其中該遮光層之材料為高分子聚合物系列材料、有機材料、塑膠材料、半導體材料、無機材料、或上述材料中任二者以上所合成之材料。
11. 如申請專利範圍第1項所述之非相位移光罩之製造方 法，其中該被製造之光罩係應用於接觸式光學微影技術。