一种光掩模制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种光掩模的制作方法。
【背景技术】
[0002] 在半导体器件工艺中，光刻是特别重要的步骤。光刻的本质就是将电路结构复制 到以后要进行刻蚀步骤的晶圆上。电路结构首先以一定的比例将图形形式制作在被称为光 掩模的透明基板上，光源通过该光掩模将图形转移到晶圆的光刻胶，进行显影后，用后续的 刻蚀步骤将图形成像在晶圆底层薄膜上。
[0003] 由此可见，在光刻步骤中，光源通过光掩模将图形复制到晶圆衬底的光刻胶层。因 此，就需要在光掩模上制作图形。目前主要的光掩模类型有二元式光掩模和衰减式相位偏 移光掩模两种类型。
[0004] 然而，随着光刻技术的发展，光刻图形的特征尺寸（CD)变得越来越小，对图形的辩 解区域的分辨率的要求也越来越高。由于光衍射现象，光掩模曝光到晶圆衬底时边界区域 的清晰程度达不到要求，导致后续刻蚀不走出现偏差。
[0005] 1982年IBM研究实验室的Mar Levenson,等人发表了有关相移掩膜（Phase Shift Mask，PSM)技术理论的论文，1990年以来，相移掩膜研究成为热门课题，与其他光刻技术的 发展一道，人们正把光刻技术极限推进到0. 1微米，预料PSM技术有可能用于超大，特大和 巨大规模集成电路时代。
[0006] 现有技术的相移掩膜的制作步骤中包括两次去Cr工艺，如图1所示，第一步Sll 是通过刻蚀工艺在透明基板上形成具有掩模图案的相移层和Cr层；第二步是通过湿法或 干法刻蚀工艺去除中间主图区上的Cr层。该第二步去Cr的具体过程为：S12,在透明基板 上旋涂覆盖所述Cr层的光刻胶，并利用进行曝光和显影技术去除主图区Cr层上的光刻胶 以暴露出主图区Cr层；S13,采用干法或湿法刻蚀工艺去除所述主图区的Cr层，最后去除所 述光刻胶完成光掩模的制作。
[0007] 现有技术的第二步去Cr过程中，大多数采用的是湿法刻蚀工艺，但是湿法刻蚀 工艺存在严重的侧蚀，使外围区用于遮光的Cr也被刻蚀掉，造成光掩模制造精度降低； 而如果仅仅采用一次干法刻蚀进行第二步去Cr,由于蚀刻前或刻蚀过程中存在由颗粒物 (particle)等原因，会造成干刻不完全，发生Cr残留在相移层表面，导致需要重新启动机 台进行第二步去Cr工艺，这样，不仅浪费机台资源，而且延长产品制作周期，影响产品的交 期，进而影响企业的信誉。
[0008] 因此，提供一种优化的光掩模制作方法是本领域技术人员需要解决的课题。
【发明内容】
[0009] 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光掩模制作方法，用 于解决现有技术去Cr工艺中出现Cr残留的问题。
[0010] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光掩模制作方法，所述光掩模 制作方法至少包括步骤：
[0011] 1)提供具有主图区和外围区的透明基板，所述透明基板上依次形成有具有掩模图 案的相移层及Cr层；
[0012] 2)在所述透明基板上旋涂覆盖至所述Cr层表面的光刻胶，并利用曝光和显影技 术去除主图区Cr层上的光刻胶以暴露出主图区Cr层；
[0013] 3)对步骤2)获得的结构进行烘烤；
[0014] 4)采用干法刻蚀工艺对所述主图区的Cr层进行第一次刻蚀；
[0015] 5)采用清洗液冲洗步骤4)获得的结构；
[0016] 6)采用干法刻蚀工艺对所述主图区的Cr层进行第二次刻蚀，最后去除所述光刻 胶，完成光掩模的制作。
[0017] 作为本发明光掩模制作方法的一种优化的方案，所述步骤3)中的烘烤工艺在烘烤 箱中进行，所述烘烤温度范围设置为80~120°C，烘烤时间范围为8~12分钟。
[0018] 作为本发明光掩模制作方法的一种优化的方案，所述步骤4)中的干法刻蚀采用 Cl2作为刻蚀气体，所述刻蚀气体的流量范围为80~110毫升/分钟，刻蚀时的射频功率为 25~30兆赫兹，反应腔压力为3~10毫托，刻蚀时间为150~250秒。
[0019] 作为本发明光掩模制作方法的一种优化的方案，所述清洗液为去离子水。
[0020] 作为本发明光掩模制作方法的一种优化的方案，所述清洗液以200~500毫升/ 分钟的流量冲洗所述步骤4)中的结构，冲洗时间为60~80秒。
[0021] 作为本发明光掩模制作方法的一种优化的方案，所述步骤6)中的干法刻蚀采用 Cl2作为刻蚀气体，所述刻蚀气体的流量范围为80~110毫升/分钟，刻蚀时的射频功率为 25~30兆赫兹，反应腔压力为3~10毫托，刻蚀时间为150~250秒。
[0022] 作为本发明光掩模制作方法的一种优化的方案，所述透明基板为玻璃基板。
[0023] 作为本发明光掩模制作方法的一种优化的方案，所述相移层为MoSi。
[0024] 作为本发明光掩模制作方法的一种优化的方案，所述步骤2)中旋涂光刻胶之前还 包括对所述透明基板、相移层及Cr层进行清洗的步骤。
[0025] 如上所述，本发明的光掩模制作方法，包括步骤：提供具有主图区和外围区的透明 基板，所述透明基板上依次形成有具有掩模图案的相移层及Cr层；在所述透明基板上旋涂 覆盖所述Cr层的光刻胶，并利用曝光和显影技术去除主图区Cr层上的光刻胶以暴露出主 图区Cr层；对上述获得的结构进行烘烤；采用干法刻蚀工艺对所述主图区的Cr层进行第 一次刻蚀；采用清洗液对上述获得的结构进行冲洗；采用干法刻蚀工艺对所述主图区的Cr 层进行第二次刻蚀，最后去除所述光刻胶。本发明提供的光掩模的制作方法，显影后先烘 烤，并把刻蚀改为两次分步的干法刻蚀，两次刻蚀中间添加一步清洗液冲洗步骤。显影后的 烘烤可以提高光刻胶的强度，使后续进行清洗液冲洗时光刻胶不容易被冲坏；而清洗液冲 洗步骤可以去除因蚀刻产生的副产物或蚀刻前带来的颗粒；进行两次干法蚀刻可以提高主 图区Cr层的去除率，避免Cr残留。
【附图说明】
[0026] 图1为现有技术的光掩模制作方法流程示意图。
[0027] 图2为本发明的光掩模制作方法的流程示意图。
[0028] 图3a~3f为本发明的光掩模制作方法制作的结构流程图。
[0029] 元件标号说明
[0030] Sll ~S13, S21 ~S26 步骤
[0031] 1 透明基板
[0032] 2 相移层
[0033] 3 Cr 层
[0034] 4 光刻胶
[0035] 5 颗粒
【具体实施方式】
[0036] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0037] 请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明 的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形 状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布 局型态也可能更为复杂。
[0038] 本发明提供一种光掩模的在制作方法，如图2所示，所述光掩模制作方法至少包 括以下步骤：
[0039] S21，提供具有主图区和外围区的透明基板，所述透明基板上依次形成有具有掩模 图案的相移层及Cr层；
[0040] S22,在所述透明基板上旋涂覆盖至所述Cr层表面的光刻胶，并利用曝光和显影 技术去除主图区Cr层上的光刻胶以暴露出主图区Cr层；
[0041] S23,对步骤S22获得的结构进行烘烤；
[0042] S24,采用干法刻蚀工艺对所述主图区的Cr层进行第一次刻蚀；
[0043] S25,采用清洗液冲洗步骤S24获得的结构；
[0044] S26,采用干法刻蚀工艺对所述主图区的Cr层进行第二次刻蚀，最后去除所述光 刻胶，完成光掩模的制作。
[0045] 下面结合附图对本发明的光掩模制作方法进行具体的描述。
[0046] 首先执行步骤S21，如图3a所示，提供具有主图区和外围区的透明基板1，所述透 明基板1上依次形成有具有掩模图案的相移层2及Cr层3。
[0047] 所述提供的透明基板1优选为玻璃基板，当然，也可以是其他合适的透明基板1， 所述透明基板1用作光掩模的透光层。
[0048] 所述相移层2形成在所述透明基板1表面。所述相移层2可采用透光率在5%~ 18%的材料，比如，硅化钥（MoSi )、氮化硅钥（MoSiN)或氮氧化硅钥（MoSiON)等。本实施例 中，采用透光率为6%的MoSi作为相移层2。
[0049] 所述Cr层3是作为遮光层形成在所述相移层2上。
[0050] 所述相移层2的覆盖厚度在500~1000埃左右，所述Cr层3的厚度范围在400~ 1000埃范围内。本实施例中，所述相移层2厚度为900埃，所述Cr层3