[发明专利]掩膜板及掩膜板的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种掩膜板及掩膜板的形成方法。

背景技术

在半导体制造过程中，光刻工艺处于中心的地位，是集成电路生产中最重要的工艺步骤。半导体芯片的制作通常分为多层，在芯片制造前，先根据芯片上每一层的器件、金属线、连接等的布局，设计制作一个或多个光刻掩膜板(mask)，然后，再利用光刻工艺将该光刻掩膜板上的图形转移到晶片上。

其中的光刻掩膜板，也称为掩模版或者光罩，是一种对于曝光光线具有透光性的透光基板，其上具有对于曝光光线具有遮光性的至少一个几何图形(图形区域)，可实现有选择地遮挡照射到晶片表面光刻胶上的光，并最终在晶片表面的光刻胶上形成相应的图案。实际生产中，如何将设计的图案准确地反映于光刻掩膜板上，再转移至半导体晶片上，是半导体制作中关注的重点问题之一。

随着半导体制造技术的飞速发展，为了达到更快的运算速度、更大的资料存储量以及更多的功能，半导体芯片朝更高的组件密度、更高的集成度的方向发展，需要形成的图形尺寸越来越小，图形密集度越来越大，复杂性越来越高。这就对光刻工艺提出了更高的要求，希望其具有较高的分辨率和图形对比度。另外，当半导体器件集成度很高时，还希望具有较大的焦深(DOF)，这是因为具有图形的芯片总是存在一些不平整性，芯片表面上或每个芯片内的所有位置中光致抗蚀剂的曝光不在同一个聚焦平面上进行。

现有的分辨率增强技术(RET，Resolution EnhancementTechnologies)包括利用短波长光源、相移掩膜(PSM，Phase ShiftMasking)、光学邻近效应校正(OPC，Optical Proximity Correction)和轴外照射(OAI，Off Axis Illumination)等多种方法，其在一定程度上都能起到提高光刻分辨率或改善光刻图形质量的作用。但随着半导体技术的进一步发展，当图形特征尺寸已达65nm以下时，采用上述方法令光刻的分辨率及图形质量达到要求所需的成本较大，甚至难以满足光刻工艺的要求。

图1为现有的利用光学邻近效应校正方法改善光刻结果的示意图，如图1所示，图中110代表了预计的图形边缘所在位置，图中120代表了为令实际光刻后形成的图形的边缘尽量与预计的图形边缘相符，在设计掩膜板版图时，采用了OPC方法对版图图形进行修正后的版图的图形边缘，图中130代表了利用图中120所示的OPC修正后的掩膜板进行光刻后形成的实际图形。可以看到，当图形的密集度达到一定程度后，两图形边缘间的距离较小，此时，采用OPC方法进行图形修正受到了一定的限制，即使采用了OPC方法对其图形进行修正，最终形成的实际图形仍会与设计图形有一定的差距。

而对于被广泛采用的相移掩膜法，其复杂的相移器扩展设计增大了掩膜布局的复杂性，尤其对于复杂的集成电路设计而言，易出现相位冲突等问题，需要大量的数据处理资源，并不实用。为此，2004年8月25日公开的公开号为CN1524199A的中国专利申请中提出了一种新的相移器布局方法，以产生高质量的布局。然而，该方法也仅能是在一定程度上缓解了上述矛盾，事实上，其仍需要大量复杂的相移器设计处理。

2005年8月10日公开的公开号为CN1652021A的中国专利申请中公开了一种光栅偏振掩膜板，其在透光基板上覆盖金属层，再对掩膜板透光区域的金属层进行刻蚀形成偏振光栅，用于形成曝光图形的入射光线通过该偏振光栅后，光线的偏振态发生改变，可以减小图形的邻近效应，提高光刻分辨率。该方法通过在曝光图形区域增加偏振光栅来获得偏振光，但由于偏振光栅减弱了透过光线的光强，为了获得使光刻胶发生化学反应的能量，就必须增加入射光的能量。入射光能量增加会引入较难控制的热效应，如光学系统的热像差、掩模受热变形等。

发明内容

本发明提供一种掩膜板及掩膜板的形成方法，以提高现有的光刻技术的分辨率，改善现有的光刻技术的工艺窗口较小的问题。

本发明提供的一种掩膜板，包括透光基板，所述透光基板上具有至少一个对曝光光线具有遮光性的图形区域，其中，至少一个所述图形区域内的透光基板上设置有相移光栅的开槽，且所述开槽对曝光光线具有透光性。

其中，所述开槽的深度为所述曝光光线波长的奇数倍，各所述图形区域内除开槽以外的区域覆盖有金属铬或氧化铬材料。

其中，所述相移光栅仅形成于各所述图形区域中的边角区域内。

优选地，所述相移光栅内开槽的延伸方向平行于其所在的图形区域的延伸方向。

本发明具有相同或相应技术特征的一种掩膜板的形成方法，包括步骤：