[发明专利]相移式光掩模及其制作方法

说明书

本发明公开一种相移式光掩模及其制作方法。该相移式光掩模用于在曝光制作工艺中转移一布局图。相移式光掩模包括一基板与一图案化相移层。图案化相移层设置于基板上并具有至少一元件图案开口与多个虚设图案开口，元件图案开口与虚设图案开口暴露出基板表面，且虚设图案开口环设于元件图案开口的周围。图案化相移层具有一预定厚度，使得曝光制作工艺中通过图案化相移层的曝光光束与通过元件图案开口或者虚设图案开口的曝光光束相位差为180度，并且图案化相移层的光线穿透率为100％。

技术领域

本发明涉及一种光掩模及其制作方法，尤其是涉及一种相移式光掩模及其制作方法。

背景技术

一般半导体元件需经由繁复的半导体制作工艺所完成，其中芯片上的各种电路布局则需以多道光刻制作工艺加以定义形成。在光刻制作工艺中，曝光的分辨率(resolution)是光刻品质的重要指标，而相移式光掩模(phase shift mask，PSM)即是为了提高光刻制作工艺的分辨率而发展出的一种光掩模。然而，在现有制作相移式光掩模的方法中，主要以钼硅(MoSi)材料制作相移层，其必须包括多道蚀刻制作工艺，在制作过程中难以避免这些蚀刻制作工艺对基板表面或相移层造成的伤害，使得光掩模上图案的特征尺寸(critical dimensions，CD)均匀度(uniformity)下降。此外，现有相移式光掩模中的钼硅材料的光线穿透率只有6％左右，因此分辨率较低，也存在有侧叶效应(side lobeeffect)，亦即在曝光制作工艺中，例如接触洞等电路图案的邻近处会被曝出原来布局图上所没有的缺陷图案。因此，提高光刻制作工艺分辨率并减少侧叶效应仍为目前业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相移式光掩模及其制作方法，以提高光刻制作工艺分辨率并减少侧叶效应。

为达上述目的，本发明提供一种相移式光掩模，用于在曝光制作工艺中转移一布局图。本发明提供的相移式光掩模包括一基板与一图案化相移层。图案化相移层设置于基板上并具有至少一元件图案开口与多个虚设图案开口，元件图案开口与虚设图案开口暴露出基板表面，且虚设图案开口环设于元件图案开口的周围。其中图案化相移层具有一预定厚度，使得曝光制作工艺中通过图案化相移层的曝光光束与通过元件图案开口或者虚设图案开口的曝光光束相位差为180度，并且图案化相移层的光线穿透率为100％。其中该至少一元件图案开口对应于该布局图的至少一元件图案，并且于该曝光制作工艺中转移至一目标基底上。

本发明另提供一种相移式光掩模的制作方法，其应用于经由一曝光制作工艺以转移一布局图，且布局图包括至少一元件图案。相移式光掩模的制作方法包括在一基板上形成具有一预定厚度的一相移层，然后于基板上定义出至少一预定元件区域、多个虚设图案区域与一背景区域，其中预定元件区域对应于布局图的元件图案。接着对相移层进行一局部照射制作工艺，以一能量束照射相移层，其中能量束照射背景区域而不照射预定元件区域与虚设图案区域。然后图案化相移层，移除预定元件区域与虚设图案区域内的部分相移层并保留背景区域内的部分相移层，以于相移层中形成至少一元件图案开口与多个虚设图案开口，其中元件图案开口与虚设图案开口暴露出基板表面。

本发明提供具有预定厚度的相移层制作相移式光掩模中的图案化相移层，且本发明相移层材料具有100％光线穿透率的特性，并搭配虚设图案开口的设计，可以有效提高光刻制作工艺的分辨率，改善侧叶效应问题。再者，本发明在制作相移式光掩模的制作工艺中不需进行蚀刻制作工艺，可以避免现有光掩模制作中因蚀刻制作工艺而造成的光掩模缺陷。

附图说明

图1为本发明一实施例的相移式光掩模欲转移的布局图的示意图；

图2至图7为本发明的一实施例的相移式光掩模的制作方法示意图；

图8为本发明的相移式光掩模的制作方法的步骤流程图；

图9为本发明实施例将相移式光掩模应用于曝光制作工艺的示意图；

图10a、图10b为本发明实施例的相移式光掩模的曝光成效示意图。