专利名称：掩模及使用掩模来制造半导体器件的方法
技术领域：
本发明的实施例涉及一种半导体技术，尤其涉及一种掩模以及使用该掩 模来制造半导体器件的方法。
背景技术：
一般而言，如图1A和图1B所示，两个掩模用于在半导体器件中形成金 属线和通路接触件(via contact)。图1A示出根据现有技术的具有约6%透 射率以形成金属线的相移掩模(phase shifting mask, PSM)。图IB示出根 据公知技术的具有约6%透射率以形成通路接触件的PSM。
图2A和图2B是示出根据公知技术的形成金属线和通路接触件的工艺的 剖视图。如图2A所示，在晶片10上方气相沉积(vapor-d印osited)由铝或 铜制成的金属层20。将正性(positive tone)的第一光致抗蚀剂膜涂敷到金 属层20上方。之后，使用图1A的PSM实施曝光和显影，从而图案化第一 光致抗蚀剂膜。以此方式，可在用于形成金属线的位置上方形成第一光致抗 蚀剂图案30。
如图2B所示，通过将金属层20上方的第一光致抗蚀剂图案30用作掩 模来蚀刻金属层20。因此，在晶片10上方形成金属线20a。接着移除第一 光致抗蚀剂图案。然后，在图2C中，在晶片10的整个表面的上方气相沉积 诸如正硅酸乙酯(TEOS)之类的绝缘层40。
然后，在图2D中，将正性的第二光致抗蚀剂层涂敷到绝缘层40上方。 通过使用图1B的PSM实施曝光和显影，将第二光致抗蚀剂层图案化，从而 在用于形成通孔(viahole)的位置上方形成第二光致抗蚀剂图案。然后，将绝缘层40上方的第二光致抗蚀剂图案用作掩模来蚀刻绝缘层40，从而形成通孔50。接着移除第二光致抗蚀剂图案。然后，在图2E中，通过在通孔50中嵌入诸如铝或铜之类的金属来形成通路接触件60。
如上所述，不同的PSM分别用于形成金属线20a和通孔50，这可能会如图2D的A部分所示导致金属线20a和通孔50之间不对准。这种不对准可能会影响器件的阻抗特性。如果在设计规则中不考虑金属线20a和通孔50之间的裕度(margin)，则阻抗特性可能会严重降低。然而，根据对金属线20a和通孔50使用不同掩模的公知技术方法，不对准的可能性是不可避免的，从而需要关于此问题的解决方案。
发明内容
本发明的实施例涉及一种半导体技术，尤其涉及一种适于同时生成金属线和通路接触件的掩模及使用该掩模来制造半导体器件的方法。本发明的实施例还涉及一种能够消除在金属线和通路接触件之间产生不对准的可能性的掩模及使用该掩模来制造半导体器件的方法。
本发明的实施例涉及一种用于半导体器件的掩模，该掩模可包括用于遮光的第一掩模区域；布置在第一掩模区域内且用于形成金属线的第二掩模区域；以及布置在第二掩模区域内且用于形成通路接触件的第三掩模区域。
第一掩模区域可为暗色调区域，第二掩模区域可为半色调区域，第三掩模区域可为亮色调区域。第一和第二掩模区域可由Cr形成。第二掩模区域可具有约20~30%的光透射率。第二掩模区域可为相移掩模(PSM)。
本发明的实施例涉及一种用于制造半导体器件的方法，该方法可包括如下步骤在晶片上形成金属层；在金属层上方涂敷光致抗蚀剂层；使用用于遮光的第一掩模区域、布置在第一掩模区域内且用于形成金属线的第二掩模区域以及布置在第二掩模区域且用于形成通路接触件的第三掩模区域，将光致抗蚀剂层图案化，以形成用于形成金属线和通路接触件的光致抗蚀剂图案；以及使用光致抗蚀剂图案将金属层图案化，以同时形成金属线和通路接触件。
可在金属层上方涂敷负性的光致抗蚀剂材料，从而形成光致抗蚀剂层。第一掩模区域可为暗色调区域。
图IA示出根据公知技术的用于形成金属线的相移掩模(PSM)。图IB示出根据公知技术的用于形成通路接触件的PSM。图2A-图2E是示出形成金属线和通路接触件的公知技术工艺的剖视图。示例图3A和示例图3B示出根据多个实施例的用于同时形成金属线和通路接触件的掩模。
示例图4A-图4C的实例是示出根据实施例的形成金属线和通路接触件的工艺的剖视图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图详细描述掩模以及使用该掩模的半导体器件的制造方法。在根据实施例的半导体器件中，可使用在示例图3A和图3B中所示的一个掩模来形成金属线和通路接触件。即，示例图3A和图3B示出用于同时形成金属线和通路接触件的掩模。更具体地，示例图3A示出掩模的基本结构，而示例图3B示出实际上应用于示例图4A-图4C的工艺的掩模。
参见示例图3A，掩模可包括三个具有不同透射率的区域。第一掩模区域120可具有透射率约为0%的用于遮光的暗色调(dark tone)。第二掩模区域110可具有透射率约为20~30°/。的半色调(halftone)。第三掩模区域100可具有透射率约为100%的亮色调(cleartone)。
示例图3B中所示的掩模也包括三个掩模区域。第一掩模区域120a可具有用于遮光的透射率为约0%的暗色调。第二掩模区域110a可具有透射率约为20~30%的半色调用于形成金属线。第三掩模区域100可具有透射率约为100%的亮色调用于形成通路接触件。
此处，第二掩模区域110和110a可分别布置在第一掩模区域120和120a内。第三掩模区域100和100a可分别布置在第二掩模区域110和110a内。
铬(Cr)可既用于第一掩模区域120和120a也用于第二掩模区域110和110a。然而，第一掩模区域120和120a形成为完全遮光，而第二掩模区域110和110a形成为具有约20 30。/。的透射率。另夕卜，第二掩模区域110和110a可具有相移掩模(PSM)的特性。
示例图3A或示例图3B中所示的单个掩模具有图1A和图1B中所示的两个掩模的重叠形式。因此，单个掩模能够同时形成金属线和通路接触件。
尤其，可以不必使用单独专用的工艺来形成通孔。当使用示例图3A或示例图3B中所示的掩模时，由于用于形成通路接触件的位置和用于形成金属线的位置的光透射率不同，因此在这两处位置之间透射通过掩模的光的强度可以不同。
示例图4A-图4C是示出根据实施例的形成金属线和通路接触件的工艺的剖视图。参见示例图4A，可在晶片200上方气相沉积诸如铝或铜之类的金属层210。可将负性(negative tone)的光致抗蚀剂层220涂敷到金属层210的上方。此处，可使金属层210足够厚，以为金属线和通路接触件两者的厚度做准备。
然后，可通过使用示例图3B的掩模实施曝光和显影，以图案化光致抗蚀剂层220。因此，光致抗蚀剂图案220a形成为在用于形成金属线的位置和用于形成通路接触件的位置之间成阶梯状。当使用掩模时，用于通路接触件的位置处通过掩模的光强度可大于用于金属线的位置处通过掩模的光强度。光致抗蚀剂图案220可具有负性。因此，在图案化光致抗蚀剂层220期间，与透射率的比率相对应，用于金属线的位置比用于通路接触件的位置被蚀刻的更多。
然后，参见示例图4C，可将光致抗蚀剂图案220a用作掩模来蚀刻金属层210，从而同时形成金属线和通路接触件。之后，可移除所使用的光致抗蚀剂图案220a。在示例图4C中，厚于其它部分的中间部分对应于通路接触件，而通路接触件周围的较薄部分对应于金属线。然后，可在包括金属线和通路接触件的晶片200的整个表面上方气相沉积诸如正硅酸乙酯(TEOS)之类的绝缘层。
如上所述，可以使用一个掩模来蚀刻厚金属层210。从而，可同时获得金属线和通路接触件两者的轮廓。虽然公知技术方法在将金属嵌入通孔中之后需要平坦化工艺，但是本发明的实施例由于省略了金属嵌入工艺而不需要平坦化工艺。
通过上述描述显而易见，依照根据本发明实施例的掩模和使用掩模来制造半导体器件的方法，可使用一个掩模同时形成金属线和通路接触件。结果，
可防止金属线和通路接触件之间不对准，从而提高器件的阻抗特性。另外，
7通过由单个工艺形成金属线和通路接触件，可简化整个工艺并降低成本。
对本领域的普通技术技术人员来说明显和显而易见的是，可以对所公开的本发明实施例做出各种修改和变化。因此，所公开的各实施例意图涵盖对本发明做出的明显并且显而易见的修改和变化，只要它们落在所附的权利要求及其等同方案的范围内。
权利要求
1.一种装置，包括用于遮光的第一掩模区域；布置在该第一掩模区域内且用于形成金属线的第二掩模区域；以及布置在该第二掩模区域内且用于形成通路接触件的第三掩模区域。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第一掩模区域为暗色调区域。
3. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第二掩模区域为半色调区域。
4. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第三掩模区域为亮色调区域。
5. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第一掩模区域和所述第二掩模 区域包括Cr。
6. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第二掩模区域具有约20 30% 的光透射率。
7. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第二掩模区域为相移掩模。
8. —种方法，包括如下步骤 在半导体晶片上方形成金属层；在该金属层上方涂敷光致抗蚀剂层；使用用于遮光的第一掩模区域、布置在该第一掩模区域内且用于形成金 属线的第二掩模区域以及布置在该第二掩模区域内且用于形成通路接触件 的第三掩模区域，将所述光致抗蚀剂层图案化，以形成用于形成所述金属线 和所述通路接触件的光致抗蚀剂图案；以及使用该光致抗蚀剂图案将所述金属层图案化，以同时形成所述金属线和 所述通路接触件。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中在所述金属层上方涂敷光致抗蚀剂 层包括在所述金属层上方涂敷负性光致抗蚀剂材料。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中所述第一掩模区域为暗色调区域。
11. 根据权利要求8所述的方法，其中所述第二掩模区域为半色调区域。
12. 根据权利要求8所述的方法，其中所述第三掩模区域为亮色调区域。
13. 根据权利要求8所述的方法，包括在形成的所述金属线和所述通路 接触件上方气相沉积绝缘层。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述绝缘层使用正硅酸乙酯而被形成。
15.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二掩模区域具有约20~30%的光透射率。
全文摘要
一种用于形成金属线和通路接触件的掩模以及使用该掩模来制造半导体器件的方法，能够将不对准最小化。该掩模包括具有用于遮光的暗色调的第一掩模区域；具有半色调的第二掩模区域，布置在第一掩模区域内且用于形成金属线，以及具有亮色调的第三掩模区域，布置在第二掩模区域内以形成通路接触件。
文档编号G03F1/00GK101666971SQ20091017176
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月2日 优先权日2008年9月2日
发明者姜在贤 申请人:东部高科股份有限公司