[发明专利]一种金属硬掩膜及其制作和使用方法

说明书

本发明提供一种金属硬掩膜及其制作和使用方法，将氮化钛和氮化钽按质量比为1:2至1:3混合；利用反应磁控溅射方法将混合后的所述氮化钛和氮化钽进行调制；调制成膜厚为100埃至200埃的金属硬掩膜。本发明通过调制制作含有氮化钛和氮化钽的金属硬掩膜，使用其作为新的刻蚀硬掩膜材料，代替传统氮化钛薄膜，可以降低刻蚀时使用的掩膜层厚度，提高金属硬掩膜的硬度和均匀度，在相同光阻厚度条件下变相增加刻蚀空间，增加工艺窗口宽度，提高产品的良率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种金属硬掩膜及其制作和使用方法。

背景技术

目前的技术，金属硬掩模通过光刻曝光及干刻形成，但随着尺寸的逐渐减小，光阻厚度被严重限制，为了保证足够的工艺窗口，会适当牺牲刻蚀时间，导致局部区域会有钛残留，造成后续良率损失。同时，传统的金属硬掩膜只含有氮化钛，其硬度和均匀度都不是很好，利用这种金属硬掩膜进行刻蚀的过程中，往往需要较厚的金属硬掩膜层，常常会造成被刻蚀层的刻蚀不均匀甚至损坏，以及造成产品良率下降的问题。

因此，需要提出一种新的金属硬掩膜来解决上述问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种金属硬掩膜及其制作和使用方法，用于解决现有技术中的金属硬掩膜硬度和均匀度不佳而使得被刻蚀层出现刻蚀不均匀甚至造成产品良率下降的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种金属硬掩膜的制作方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、将氮化钛和氮化钽按质量比1:2至1:3混合；步骤二、利用反应磁控溅射方法将混合后的所述氮化钛和氮化钽进行调制；步骤三、调制成膜厚为100埃至200埃的金属硬掩膜。

优选地，步骤二中采用反应磁控溅射方法对所述氮化钛和氮化钽调制过程中，采用的溅射波长的周期为6～9nm。

本发明还提供一种金属硬掩膜，至少包括：氮化钛和氮化钽；其中所述氮化钛与所述氮化钽的质量比为1:2至1:3；所述金属硬掩膜的厚度为100埃至200埃。

优选地，该金属硬掩膜为氮化钛和氮化钽经反应磁控溅射方法调制后形成的混合物。

本发明还提供一种金属硬掩膜的使用方法，该使用方法至少包括以下步骤：(a)提供衬底；(b)在所述衬底上形成一层厚度为100埃至200埃的金属硬掩膜；(c)在所述金属硬掩膜上悬涂光阻层；(d)对所述光阻进行曝光和显影，在所述金属硬掩膜上形成光阻图形；(e)按照所述光阻图形对所述金属硬掩膜和所述衬底进行刻蚀。

优选地，步骤(e)中的刻蚀为干法刻蚀。

优选地，步骤(e)中对所述金属硬掩膜和衬底刻蚀后，所述金属硬掩膜与所述衬底接触的下表面被刻蚀穿透，所述衬底不被刻蚀穿透。

优选地，步骤(b)中在衬底上形成厚度为109埃的所述金属硬掩膜。

优选地，该使用方法还包括步骤(f)刻蚀后去除剩余光阻。

如上所述，本发明的金属硬掩膜及其制作和使用方法，具有以下有益效果：本发明通过调制制作含有氮化钛和氮化钽的金属硬掩膜，使用其作为新的刻蚀硬掩膜材料，代替传统氮化钛薄膜，可以降低刻蚀时使用的掩膜层厚度，提高金属硬掩膜的硬度和均匀度，在相同光阻厚度条件下变相增加刻蚀空间，增加工艺窗口宽度，提高产品的良率。

附图说明

图1显示为本发明的金属硬掩膜的制作方法流程示意图；

图2a至图2c显示为现有技术中金属硬掩膜的使用方法在工艺中的结构示意图；

图3a至图3c显示为本发明的金属硬掩膜的使用方法在工艺中的结构示意图。

图4显示为本发明的金属硬掩膜的使用方法流程示意图。