[发明专利]相移掩模及其制备方法

说明书

本发明涉及一种相移掩模及其制备方法，更具体地涉及一种在制备相移掩模中选择最佳相移材料的方法。

通常，在制备高于256M动态随机存取存储器(DRAM)的高密度半导体器件中(该器件的最小器件尺寸小于0.25μm)，使用具有短波长的深紫外线(“DUV”)光刻工艺来形成显微图形，并在所述光刻工艺中使用铬(“Cr”)掩模，使用Cr作为不透光层材料。

为了获得更高的分辨率，通常倾向于使用高数值孔径(“NA”)的透镜、较短波长的光源、改进的照明方法或利用掩模图形之间的光干涉现象的相移掩模(phase shift mask)。

在常规Cr掩模中，Cr用作不透光材料，通过溅射方法形成，在溅射方法中，用氩(Ar)离子溅射Cr并沉积至厚度为1000-1500。为了获得具有对DUV(λ＝248nm)光的透光率为4-10％的Cr薄膜，应将所述Cr薄膜的厚度控制在小于300。

然而，当Cr用作可部分地透过DUV光的半色调相移材料(half tone phaseshifting material)时，因为增加了Cr对DUV光能的吸收率，因而不可能获得相移效果。也很难制得均匀的且无缺陷的Cr薄膜。

因此，针对上述问题提出了本发明，本发明的目的是提供一种相移掩模及制备该半色调相移掩模的方法，其中该Cr薄膜具有均匀的厚度和无缺陷的特征。

依据本发明，通过制备DUV半色调相移掩模的方法可实现本发明的上述目的，该方法包括沉积含氟(“F”)Cr薄膜的步骤，该薄膜对DUV光的透光率为4-10％，且厚度为1000-1500。

下面详述本发明的优选实施例。

依据本发明，如现有技术所记载的，提供一透明基底，而Cr层的厚度保持在1000-1500，但这里，在该Cr不透光层中含有F，以使所述Cr不透光层对DUV光(λ＝248nm)的透光率为4-10％，且折射率为1.3-1.6。制备本发明所述掩模的方法如下：

通过反应溅射方法，在CF₄或SF₆气氛中使用Ar离子和Cr靶，将一预定原子组成比的含F的Cr掩模形成在一掩模母版上，其中的Cr与F的原子比约为1∶2。在所述溅射工艺中，溅射功率为1.5KW，Ar气的流速为70(sccm)，CF₄和SF₆气体的流速为150-200(sccm)，因而沉积速度为80A/分钟。当所述Cr层的总厚度为1000-1500时，该Cr层厚度的均匀性保持在所述Cr层总厚度的±10％范围内，并且其透光率保持在4-10％范围内，这取决于所述Cr层的厚度。

由上面的描述可以显见，依据本发明，通过形成对DUV光部分透光的不透光材料或相移材料，可得到实用的半色调相移掩模。

还有，当形成图形的过程中在相干因子为0.30及数值孔径为0.55NA的曝光机(KrF Excimer)中使用具有本发明相移材料的接触孔掩模时，对于接触孔尺寸为0.28μm来说可以得到0.22μm的分辨率极限和1.2μm的聚焦深度，与之相反，使用常规的Cr掩模，对于接触孔尺寸为0.28μm来说，所得分辨率极限为0.28μm，聚焦深度为0.6μm。结果，依据本发明，可以改进分辨率并提高DUV加工技术的寿命以发展下一代的器件。

尽管为说明目的已说明了本发明的优选实施方案，但本技术领域的技术人员会认识到可以进行各种改变和替代，而不脱离所附权利要求所述的本发明的范围和精神。